Escudos magnéticos de planetas. Sobre a diversidade de fontes de magnetosferas no sistema solar

6 de 8 planetas do sistema solar têm suas próprias fontes de campos magnéticos, capazes de desviar os fluxos de partículas carregadas do vento solar. O volume de espaço ao redor do planeta, dentro do qual o vento solar se desvia da trajetória, é chamado de magnetosfera do planeta. Apesar da semelhança dos princípios físicos da geração do campo magnético, as fontes de magnetismo, por sua vez, variam muito entre os diferentes grupos de planetas em nosso sistema estelar.

O estudo da diversidade de campos magnéticos é interessante, pois a presença da magnetosfera, presumivelmente, é uma condição importante para o surgimento da vida no planeta ou em seu satélite natural.

Ferro e pedra

Nos planetas terrestres, campos magnéticos fortes são a exceção e não a regra. A magnetosfera mais poderosa deste grupo é o nosso planeta. O núcleo sólido da Terra supostamente consiste em uma liga de ferro-níquel aquecida pelo decaimento radioativo de elementos pesados. Essa energia é transferida por convecção no núcleo externo do líquido para o manto de silicato ( mais ). Até recentemente, os processos convectivos térmicos no núcleo externo do metal eram considerados a principal fonte de dínamo geomagnético. No entanto, estudos dos últimos anos refutam essa hipótese .

A interação da magnetosfera do planeta (neste caso, a Terra) com o vento solar. Os fluxos de vento solar deformam as magnetosferas dos planetas, que têm a forma de uma “cauda” magnética fortemente alongada, direcionada na direção oposta ao Sol. A cauda magnética de Júpiter se estende por mais de 600 milhões de km.

Presumivelmente, a fonte de magnetismo durante a existência de nosso planeta poderia ser uma combinação complexa de vários mecanismos para gerar um campo magnético: inicialização do campo inicial a partir de uma colisão antiga com um planetoide; convecção não térmica de várias fases de ferro e níquel no núcleo externo; a liberação de óxido de magnésio de um núcleo externo de resfriamento; influência das marés da lua e do sol, etc.

As entranhas da "irmã" da Terra - Vênus praticamente não geram um campo magnético. Os cientistas ainda estão debatendo as razões da falta de efeito dínamo. Alguns culpam a lenta rotação diária do planeta, enquanto outros objetam que isso deveria ter sido suficiente para gerar um campo magnético. Provavelmente, o assunto está na estrutura interna do planeta, que é diferente da Terra ( mais ).

Vale ressaltar que Vênus possui a chamada magnetosfera induzida, criada pela interação do vento solar e da ionosfera do planeta,

e é a mais próxima (se não para dizer idêntica) da Terra pela duração de um dia estelar em Marte. O planeta gira em seu eixo em 24 horas, assim como os dois "colegas" descritos acima, o gigante consiste em silicatos e um quarto de um núcleo de ferro-níquel. No entanto, Marte é uma ordem de magnitude mais leve que a Terra e, segundo os cientistas, seu núcleo resfriou relativamente rápido, de modo que o planeta não possui um gerador de dínamo. A estrutura interna dos planetas de silicato de ferro do grupo terrestre




Paradoxalmente, o segundo planeta no grupo terrestre que pode "gabar-se" de sua própria magnetosfera é Mercúrio - o menor e o mais leve dos quatro planetas. Sua proximidade com o Sol predeterminou as condições específicas sob as quais o planeta se formou. Portanto, diferentemente de outros planetas do grupo, Mercúrio possui uma proporção relativa extremamente alta de ferro em relação à massa de todo o planeta - uma média de 70%. Sua órbita tem a excentricidade mais forte (a razão do ponto de órbita mais próximo do Sol para o mais distante) entre todos os planetas do sistema solar. Esse fato, assim como a proximidade de Mercúrio com o Sol, aumenta o efeito das marés no núcleo de ferro do planeta.

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Os planetas gigantes Júpiter e Saturno têm grandes núcleos de rochas, pesando de 3 a 10 terra, cercados por poderosas conchas de gás, responsáveis ​​pela grande maioria da massa dos planetas. No entanto, esses planetas possuem magnetosferas extremamente grandes e poderosas, e sua existência não pode ser explicada apenas pelo efeito dínamo nos núcleos de pedra. Sim, e é duvidoso que, sob essa pressão enorme, fenômenos semelhantes aos que ocorrem no núcleo da Terra sejam geralmente possíveis.

A chave da solução está na casca de hidrogênio e hélio dos planetas. Modelos matemáticos mostram que, nas entranhas desses planetas, o hidrogênio de um estado gasoso passa gradualmente para um estado de líquido superfluido e supercondutor - hidrogênio metálico. É chamado metálico devido ao fato de que, com esses valores de pressão, o hidrogênio exibe a propriedade dos metais. A estrutura interna de Júpiter e Saturno




Júpiter e Saturno, como é característico dos planetas gigantes, retinham no intestino a grande energia térmica acumulada durante a formação dos planetas. A convecção do hidrogênio metálico transfere essa energia para a concha de gás dos planetas, determinando a situação climática na atmosfera dos gigantes (Júpiter irradia no espaço duas vezes mais energia que recebe do Sol). A convecção em hidrogênio metálico, combinada com a rápida rotação diurna de Júpiter e Saturno, presumivelmente forma poderosas magnetosferas planetárias.


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Os gigantes do gelo Urano e Netuno são tão parecidos entre si em tamanho e massa que podem ser chamados de segundo par de gêmeos em nosso sistema, depois da Terra e Vênus. Seus poderosos campos magnéticos ocupam uma posição intermediária entre os campos magnéticos dos gigantes gasosos e a Terra. No entanto, mesmo aqui a natureza "decidiu" fazer um original. A pressão nos núcleos de pedra de ferro desses planetas ainda é grande demais para um efeito de dínamo como a Terra, mas não o suficiente para formar uma camada de hidrogênio metálico. O núcleo do planeta é cercado por uma espessa camada de gelo a partir de uma mistura de amônia, metano e água. Esse "gelo" é na verdade um líquido extremamente quente que não ferve apenas devido à pressão colossal das atmosferas dos planetas. A estrutura interna de Urano e Netuno

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