Der Magnetopause ist die plötzliche Grenze zwischen einem magnetosphere und dem Umgebungsplasma. Für die planetarische Wissenschaft ist der magnetopause die Grenze zwischen dem magnetischen Feld des Planeten und dem Sonnenwind. Die Position des magnetopause wird durch das Gleichgewicht zwischen dem Druck des planetarischen magnetischen Feldes und dem dynamischen Druck des Sonnenwinds bestimmt. Als der Sonnenwinddruck zunimmt und abnimmt, bewegt sich der magnetopause innerlich und äußer als Antwort. Wellen (versetzt in wellenartige Bewegungen und flatternde Bewegung), entlang der Magnetopause-Bewegung in der Richtung auf den Sonnenwindfluss als Antwort auf kleine Skala-Schwankungen im Sonnenwinddruck und zur Instabilität von Kelvin-Helmholtz.

Der Sonnenwind ist Überschall- und führt einen Bogen-Stoß durch, wo die Richtung des Flusses geändert wird, so dass der grösste Teil von Sonnenwindplasma zu jeder Seite des magnetopause abgelenkt wird, viel wie Wasser wird vor dem Bogen eines Schiffs abgelenkt. Die Zone von erschüttertem Sonnenwindplasma ist der magnetosheath. An der Erde und allen anderen Planeten mit inneren magnetischen Feldern schafft etwas Sonnenwindplasma, hereinzugehen und gefangen innerhalb des magnetosphere zu werden. An der Erde bildet das Sonnenwindplasma, das in den magnetosphere eingeht, die Plasmaplatte. Der Betrag von Sonnenwindplasma und Energie, die in den magnetosphere eingeht, wird durch die Orientierung des interplanetarischen magnetischen Feldes geregelt, das im Sonnenwind eingebettet wird.

Die Sonne und anderen Sterne mit magnetischen Feldern und Sternwinden haben einen Sonnenmagnetopause oder heliopause, wo die Sternumgebung durch die interstellare Umgebung begrenzt wird.

Eigenschaften

Vor dem Alter der Raumerforschung, wie man betrachtete, war interplanetarischer Raum ein Vakuum. Der Zufall von Carrington flackert super, und das geomagnetic Superereignis von 1859 war Beweise, dass Plasma aus der Sonne während eines Aufflackern-Ereignisses vertrieben wurde. Hausierer und Ferraro haben vorgeschlagen, dass ein Plasma durch die Sonne in einem Platzen als ein Teil eines Aufflackern-Ereignisses ausgestrahlt wurde, das das magnetische als ein Geomagnetic-Sturm gewissermaßen bekannte Feld des Planeten gestört hat. Die Kollisionsfrequenz von Partikeln im Plasma im interplanetarischen Medium ist sehr niedrig, und das elektrische Leitvermögen ist so hoch, dass dadurch als ein unendlicher Leiter näher gekommen werden konnte. Ein magnetisches Feld in einem Vakuum kann in kein Volumen mit dem unendlichen Leitvermögen eindringen. Chapman und Bartels (1940) haben dieses Konzept durch das Verlangen eines Tellers mit dem unendlichen auf dem dayside eines Dipols eines Planeten gelegten Leitvermögen, wie gezeigt, im schematischen illustriert. Die Feldlinien auf dem dayside werden gebogen. An niedrigen Breiten werden die magnetischen Feldlinien nach innen gestoßen. An hohen Breiten sind die magnetischen Feldlinien Stoß umgekehrt und über die polaren Gebiete. Die Grenze zwischen dem Gebiet, das durch das magnetische Feld des Planeten (d. h., der magnetosphere) und dem Plasma im interplanetarischen Medium beherrscht ist, ist der magnetopause. Die zu einem flachen, ungeheuer leitenden Teller gleichwertige Konfiguration wird durch das Stellen eines Bilddipols (grüner Pfeil an linken von schematischen) in zweimal der Entfernung vom Dipol des Planeten bis den magnetopause entlang der Linie der Planet-Sonne erreicht. Da der Sonnenwind unaufhörlich äußer fließt, werden die magnetopause oben, unten und zu den Seiten des Planeten rückwärts in den geomagnetic Schwanz, wie gezeigt, im Konzept des Künstlers gekehrt. Das Gebiet (gezeigt im Rosa im schematischen), der Feldlinien vom Planeten trennt, der nach innen von denjenigen gestoßen hat, die rückwärts über die Pole gestoßen werden, ist ein Gebiet des schwachen magnetischen Feldes oder der Tagesseite-Spitze. Sonnenwindpartikeln können in den magnetosphere des Planeten durch das Spitze-Gebiet eingehen. Weil der Sonnenwind besteht, sind die ganze Zeit und nicht nur Zeiten von Sonnenaufflackern, der magnetopause ist eine dauerhafte Eigenschaft des Raums in der Nähe von jedem Planeten mit einem magnetischen Feld.

Die magnetischen Feldlinien des magnetischen Feldes des Planeten sind nicht stationär. Sie schließen sich unaufhörlich an oder verschmelzen sich mit magnetischen Feldlinien des interplanetarischen magnetischen Feldes. Die angeschlossenen Feldlinien werden zurück über die Pole in den planetarischen magnetischen Schwanz gekehrt. Im Schwanz wird an die Feldlinien vom magnetischen Feld des Planeten wieder angeschlossen und fängt an, sich zur Nachtseite des Planeten zu bewegen. Die Physik dieses Prozesses war erst erklären durch Dungey (1961).

Wenn man annähme, dass magnetopause gerade eine Grenze zwischen einem magnetischen Feld in einem Vakuum und einem Plasma mit einem schwachen magnetischen darin eingebetteten Feld war, dann würde der magnetopause durch Elektronen und Ionen definiert, die in einen gyroradius ins magnetische Feldgebiet eindringen. Da die Gyro-Bewegung von Elektronen und Ionen in entgegengesetzten Richtungen ist, fließt ein elektrischer Strom entlang der Grenze. Der wirkliche magnetopause ist viel komplizierter.

Das Schätzen der Entfernung des toten Punkts zum magnetopause

Wenn der Druck von Partikeln innerhalb des magnetosphere vernachlässigt wird, ist es möglich, die Entfernung zum Teil des magnetosphere zu schätzen, der der Sonne gegenübersteht. Die Bedingung, diese Position regelnd, besteht darin, dass der dynamische Widder-Druck vom Sonnenwind dem magnetischen Druck vom magnetischen Feld der Erde gleich ist.

: wo und die Dichte und die Geschwindigkeit des Sonnenwinds und der sind

B(r) ist die Magnetische Feldkraft des Planeten in SI-Einheiten (B in T, μ in H/m)

Da der Dipol, den magnetische Feldkraft mit der Entfernung als die magnetische Feldkraft ändert, als geschrieben werden kann.

Das Lösen dieser Gleichung für r führt zu einer Schätzung der Entfernung

Die Entfernung von der Erde bis den Subsonnenmagnetopause ändert sich mit der Zeit wegen der Sonnentätigkeit, aber typischen Entfernungsreihe von 6 - 15 R. Empirische Modelle mit Echtzeitsonnenwinddaten können eine Echtzeitschätzung der magnetopause Position zur Verfügung stellen. Ein Bogen-Stoß steht stromaufwärts vom magnetopause. Es dient, um den Sonnenwindfluss zu verlangsamen und abzulenken, bevor es den magnetopause erreicht

Sonnensystem magnetopauses

Die Forschung über den magnetopause wird mit dem LMN-Koordinatensystem geführt (der Satz von Äxten wie XYZ ist). N weist normal zum magnetopause äußeren zum magnetosheath hin, L liegt entlang dem Vorsprung der Dipolachse auf den magnetopause (positiv nördlich), und M vollendet die Triade durch das Hinweisen dawnward.

Venus und Mars haben kein planetarisches magnetisches Feld und haben keinen magnetopause. Der Sonnenwind wirkt mit der Atmosphäre des Planeten aufeinander, und eine Leere wird hinter dem Planeten geschaffen. Im Fall vom Mond der Erde und anderen Körpern ohne ein magnetisches Feld oder Atmosphäre wirkt die Oberfläche des Körpers mit dem Sonnenwind aufeinander, und eine Leere wird hinter dem Körper geschaffen.

Siehe auch

• Heliopause
• Stoß-Welle
• Sonnensystem
• Für Anwendungen auf den Raumfahrzeugantrieb, sieh magnetisches Segel.
• Liste von Plasma (Physik) Artikel

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