Презентація "ЦІКАВІ МАГНІТНІ ЯВИЩА НА ПЛАНЕТАХ СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ"

на планетах Сонячної системи. ЦІКАВІ МАГНІТНІ ЯВИЩА

Знайомство людини з дивними властивостями магнетизму на Землі відбулося ще на зорі історичного часу. Уже в античну епоху людям був відомий магнетит – намагнічене залізо. Так, добре відома старогрецька легенда про пастуха, який у пошуках зниклої вівці піднявся на гору Сипіль поблизу міста Магнессі (в Малій Азії) і не зміг спуститися з неї, оскільки його сандалі, підбиті залізними цвяхами, прилипли до скелі. За назвою цього місця такий залізняк стали називати магнітом. Загальні уявлення про магнітне поле

У 1600 році особистий лікар англійської королеви Єлизавети І Вільям Гільберт на основі своїх численних дослідів прийшов до думки про те, що найбільшим магнітом є сама Земля. XVІІ сторіччя ознаменувалося новими відкриттями в області геомагнетизму. Королівський астроном при англійському дворі Едмунд Галлей численними вимірюваннями магнітного поля у Лондоні і в інших пунктах земної поверхні довів, що воно систематично і закономірно змінюється.

Зараз нам відомо, що магнітосфера – це область простору навколо планети або іншого намагніченого небесного тіла, яка утворюється, коли потік заряджених частинок, наприклад, сонячного вітру, відхиляється від своєї первісної траєкторії під впливом внутрішнього магнітного поля цього тіла. Форма і розміри магнітосфери визначаються силою внутрішнього магнітного поля цього небесного тіла і тиском навколишньої плазми (сонячного вітру). Всі планети, які мають власне магнітне поле, володіють магнітосферою: Земля, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун.

Магнітні бурі — це збурення магнітного поля планети тривалістю від кількох годин до кількох діб, викликане надходженням в її атмосферу збуджених високошвидкісних потоків сонячного вітру і пов'язаної з ними ударної хвилі. В космічний простір викидається величезна кількість речовини (здебільшого протонів і електронів), частина яких, рухаючись зі швидкістю 400—1000 км/с, досягає планетарної атмосфери. Магнітне поле планети захоплює з космічного простору заряджені частинки. Дуже сильний потік часток збурює власне магнітне поле планети, через що швидко і сильно змінюються характеристики магнітного поля. Таким чином, магнітна буря — це швидкі й сильні зміни в магнітному полі планет, що виникають у періоди підвищеної сонячної активності. ТРОХИ ПРО МАГНІТНІ БУРІ

Видимою нам на Землі частиною магнітної бурі є полярне сяйво. Полярне сяйво — оптичне явище у верхніх шарах атмосфери, світіння окремих ділянок нічного неба, що швидко змінюється. Це незвичайне і красиве видовище виникає завдяки взаємодії магнітного поля нашої планети з космічними випромінюваннями, які проникають у верхні шари атмосфери. Зони такого проникнення мають форму кілець, що оточують магнітні полюси Землі. Заряджені частинки сонячного вітру зіштовхуються з атомами і частинками газів, що входять до складу атмосфери, такими як кисень, водень, азот і гелій. Ці зіткнення викликають видиме оку світіння, що ми можемо спостерігати з поверхні планети. Та подібні явища спостерігаються і на інших планетах.

Астрономи за допомогою космічного телескопа Хаббл, вивчають полярні сяйва — приголомшливі світлові шоу в атмосфері планети — на полюсах найбільшої планета в Сонячній системі, Юпітер. У нових своїх спостереженнях вони показали виняткові яскраві світіння. Вони утворюються, коли частинки високих енергій входять в атмосферу планети поблизу її магнітних полюсів і стикаються з атомами газу. А також за допомогою певної програми працівники прагнуть визначити, як різні компоненти сяйв Юпітера чи Сатурна реагують на різні умови в сонячному вітрі, потік заряджених частинок, що викидаються з Сонця. Мало того, що полярні сяйва величезні за розміром, вони у сотні разів енергійніші, від сяйв на Землі. І, на відміну від тих, що на Землі, вони ніколи не припиняються.

Сатурн – друга за масою планета Сонячної системи, її маса в 95 разів більша за масу Землі, а об’єм перевищує 760 Земель, повідомляє Space.com. Він складається переважно з воднево-гелієвого газу і є єдиною планетою, щільність якої менша за щільність води, попри її розмір і найменшу щільність у Сонячній системі. Сатурн має жовті, коричневі та сірі хмари, які утворюють слабкі смуги, реактивні потоки та бурі. Північний полюс Сатурна має гексагональні струменеві потоки – це унікальна особливість шостої планети від Сонця. За даними NASA, цей візерунок, вперше помічений Вояджером I і згодом досліджений Кассіні, має ширину близько 30 000 км. На сатурні

Магнітосфера Сатурна — це порожнина у сонячному вітрі, створена магнітним полем планети. Радіаційні пояси магнітного поля Сатурна настільки великі, що охоплюють не тільки кільця, але й орбіти деяких внутрішніх супутників планети. 1 вересня 1979 року апарат «Піонер-Сатурн» (саме так було перейменовано КА «Піонер-11») пройшов на відстані 80000 км, 12 листопада 1980 року із Сатурном зблизився на 185000 км КА «Вояджер-1», а 26 серпня 1981 року на відстані 101000 км від хмар пройшов КА «Вояджер-2». Деякі заряджені частинки, рухаючись від полюса до полюса, проходять через систему кілець і поглинаються там льодом і пилом. Тому в області кілець магнітосфера Сатурна дуже порожня – у ній дуже мало заряджених часток. Але полярні сяйва були зареєстровані й на Сатурні.

Магнітне поле Сатурна створюється за рахунок циркуляції металевого водню у зовнішньому ядрі. Вважається, що магнітне поле Сатурна породжується електричними струмами в надрах планети у шарі, де під впливом колосальних тисків водень перейшов у металевий стан. При обертанні цього шару з такою ж кутовою швидкістю обертається й магнітне поле. Магнітне поле, так само як і у Землі, з північним та південним магнітними полюсами. Північний магнітний полюс знаходиться у північній півкулі, а південний — у північній, на відміну від Землі, де південний полюс розташований у північній півкулі, а північний — в південній півкулі. У Сатурна вісь обертання планети збігається з віссю магнітного поля. Вчені навіть говорять про «феномен Сатурна».

Уран — сьома від Сонця планета. Однак він є першою планетою, ім’я першовідкривача якої нам відоме. Меркурій, Венера, Марс, Юпітер та Сатурн добре були знайомі ще стародавнім грекам. Але про існування інших планет люди дізналися лише у XVIII столітті. Першовідкривачем Урана є англійський астроном Вільям Гершель. Він був передусім «мисливцем за кометами», й коли у 1781 році побачив туманну цятку, що рухалася між зорями, то спочатку подумав, що відкрив саме «хвостату гостю». Цікаво, що до того дослідники неба бачили Уран принаймні 21 раз, але сприймали його за дуже слабку зорю. На урані

Середня відстань Урана від Сонця становить 2,8 млрд км. Через це один оберт навколо світила він робить за 84 земних роки. Нахил екватора Урана до площини його орбіти становить 97°. Це означає, що планета рухається, ніби лежачи на боку і трохи перевернувшись «вниз головою». Можна було б сказати, що вона «котиться» по орбіті, але напрямок обертання у неї протилежний до того, що був би у колеса в цьому випадку.

Уран – це один з найменш вивчених космічних об’єктів у нашій Сонячній системі. Значна віддаленість від Землі не дозволяє споряджати до нього регулярні місії. Сьома за рахунком планета від Сонця не може похвалитися наявністю мальовничих кратерів, як Меркурій, і у неї немає настільки красивої атмосфери, як у Юпітера. Теоретична модель будови Урану на сьогодні прийнята така: його поверхневий шар представляє собою так звану газово-рідку оболонку, під якою знаходиться крижана (суміш водяного й аміачного льоду) мантія, а ще глибше – ядро з твердих порід. Маса мантії і ядра складає приблизно 85-90% від усієї маси Урану. Зона твердої речовини простягається до 3/4 радіуса планети.

Як і у Землі, магнітні полюси Урана зміщені відносно істинних. Південний магнітний полюс знаходиться у північній півкулі планети, а північний — навпаки, у південній. При цьому магнітна вісь не проходить через центр планети. Така незвична ситуація, швидше за все, пов’язана з тим, що на Урані магнітне поле створюється не ядром, а областями у більш зовнішніх шарах, де існують значні потоки речовини. Тому центр магнітного диполя планети розташований на відстані 1/3 від її центра. Це дивне розташування магнітного поля Урана в сполученні з дуже сильним нахилом осі обертання самої планети приводить до того, що хвіст магнітосфери, що простягається від планети в напрямку зовнішніх меж Сонячної системи, має вигляд довгого штопора.

Така складна будова магнітного поля Урана призводить до того, що напруженість магнітного поля біля поверхні хмар змінюється більше, ніж у десять разів; причому нижча напруженість магнітного поля спостерігається на денній частині півкулі планети, а більше значення напруженості – характерне для нічної частини півкулі. Вчені заявляють про те, що магнітне поле Урану є вкрай нестабільним за своєю природою: планета-гігант змінює свої полюси кожен день. Висновки дослідників опубліковані в журналі JGR: Space Physics. Причиною цього зсуву і того, чому планета обертається на "боці", як сьогодні вважають планетологи, була серія потужних зіткнень Урану з великими "зародками" планет в далекому минулому.

До того ж сила магнітного поля в північній півкулі Урану в 10 разів більша, ніж у південній. Тобто, компас на Урані не буде показувати на географічний полюс. Більше того: Уран відгукнеться відразу аж чотирма (!) магнітними полюсами – двома головними й двома вторинними! Уявіть тепер незвичайні полярні сяйва по всій планеті, у верхній частині атмосфери, де напруга магнітного поля вища, що зустрічатимуться на будь-якій широті, залежно від положення планети на орбіті!

Таким чином, магнітні поля Сатурна й Урану помітно відрізняється від магнітного поля Землі. Якщо магнітне поле Землі і найближчих планет земної групи викликане конвекцією в рідкому ядрі планети і є дипольним по своїй структурі (має один північний і один південний полюс), то магнітне поле Урану викликане конвекцією у водно-аміачній мантії планети, тому є химерним і не вивченим остаточно явищем. Магнітне ж поле Сатурна має особливість у збігові північних і південних магнітних та географічних полюсів.висновок

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!