Interplanetært medium - Interplanetary medium

De heliosfærisk strømningssjikt resultat av påvirkning av ? S roterende magnetfeltplasma i det inter medium.

Det interplanetære mediet ( IPM ) eller det interplanetære rommet består av massen og energien som fyller solsystemet , og som alle større solsystemlegemer, som planeter , dvergplaneter , asteroider og kometer , beveger seg gjennom. IPM stopper ved heliopausen , utenfor hvilken det interstellare mediet begynner. Før 1950 ble interplanetarisk rom ansett som enten et tomt vakuum, eller bestående av " eter ".

Sammensetning og fysiske egenskaper

Det interplanetære mediet inkluderer interplanetært støv , kosmiske stråler og varmt plasma fra solvinden . Temperaturen på det interplanetære mediet varierer. For støvpartikler i asteroidebåndet varierer typiske temperaturer fra 200 K (-73 ° C) ved 2,2 AU ned til 165 K (-108 ° C) ved 3,2 AU. Tettheten til det interplanetære mediet er veldig lav og avtar i omvendt forhold til kvadratet av avstanden fra solen. Den er variabel og kan påvirkes av magnetiske felt og hendelser som koronale masseutkast . Med omtrent 5 partikler per kubikkcentimeter i nærheten av jorden kan den stige til så høyt som 100 partikler / cm 3 .

Siden det interplanetære mediet er et plasma , eller gass av ioner , har det interplanetære mediet egenskapene til et plasma, snarere enn en enkel gass. For eksempel bærer den solens magnetfelt med seg, er svært elektrisk ledende (resulterer i heliosfærisk strømark ), danner plasma dobbeltlag der den kommer i kontakt med en planetarisk magnetosfære eller ved heliopausen , og viser glødetråd (for eksempel i aurorae ).

Plasmaet i det interplanetære mediet er også ansvarlig for at styrken til solens magnetfelt ved jordens bane er over 100 ganger større enn opprinnelig forventet. Hvis rommet var et vakuum, ville solens 10 −4 tesla magnetiske dipolfelt reduseres med kuben av avstanden til ca 10 −11 tesla. Men satellittobservasjoner viser at den er omtrent 100 ganger større ved rundt 10 −9 tesla. Magnetohydrodynamisk (MHD) teori forutsier at bevegelsen til en ledende væske (f.eks. Det interplanetære mediet) i et magnetfelt induserer elektriske strømmer som igjen genererer magnetfelt, og i denne forbindelse oppfører det seg som en MHD-dynamo .

Omfanget av det interplanetære mediet

Den ytre kanten av heliosfæren er grensen mellom solvindens strøm og det interstellare mediet . Denne grensen er kjent som heliopausen og antas å være en ganske skarp overgang i størrelsesorden 110 til 160 astronomiske enheter fra solen. Det interplanetære mediet fyller dermed det omtrent sfæriske volumet som finnes i heliopausen.

Interaksjon med planeter

Hvordan det interplanetære mediet samhandler med planeter, avhenger av om de har magnetfelt eller ikke. Kropper som Månen har ikke noe magnetfelt, og solvinden kan påvirke direkte på overflaten. I løpet av milliarder av år har månens regolitt fungert som en samler for solvindpartikler, og derfor kan studier av bergarter fra månens overflate være verdifulle i studier av solvinden.

Høyenergipartikler fra solvinden som påvirker månens overflate, får også den til å svinge svakt ut ved røntgenbølgelengder .

Planeter med sitt eget magnetfelt, slik som Jorden og Jupiter , er omgitt av en magnetosfære der magnetfeltet deres er dominerende over solens . Dette forstyrrer strømmen av solvinden, som kanaliseres rundt magnetosfæren. Materiale fra solvinden kan "lekke" inn i magnetosfæren, forårsake nordlys og også fylle Van Allen-strålingsbeltene med ionisert materiale.

Observerbare fenomener i det interplanetære mediet

Det interplanetære mediet er ansvarlig for flere optiske fenomener som er synlige fra jorden. Zodiacal light er et bredt bånd av svakt lys, noen ganger sett etter solnedgang og før soloppgang, strukket langs ekliptikken og ser lysest ut nær horisonten. Denne gløden er forårsaket av sollys spredt av støvpartikler i det interplanetære mediet mellom jorden og solen.

Et lignende fenomen sentrert på det antisolære punktet , er gegenschein synlig på en naturlig mørk, måneløs nattehimmel . Denne effekten er mye svakere enn dyrekretslys og er forårsaket av sollys som tilbakespredes av støvpartikler utenfor jordens bane.

Historie

Uttrykket "interplanetary" ser ut til å ha blitt brukt på trykk i 1691 av forskeren Robert Boyle : "The air is different from the æther (or vacuum) in the ... interplanetary spaces" Boyle Hist. Luft . I 1898 skrev den amerikanske astronomen Charles Augustus Young : "Interplanetarisk rom er et vakuum, langt mer perfekt enn noe vi kan produsere på kunstige måter ..." ( The Elements of Astronomy , Charles Augustus Young, 1898).

Forestillingen om at rommet anses å være et vakuum fylt med en " eter ", eller bare et kaldt, mørkt vakuum fortsatte frem til 1950-tallet. Tufts University Professor i astronomi, Kenneth R. Lang, skrev i 2000, bemerket: "For et halvt århundre siden visualiserte de fleste planeten vår som en ensom sfære som ferdes i et kaldt, mørkt vakuum i rommet rundt solen". I 2002 uttalte Akasofu "Synspunktet om at det interplanetære rommet er et vakuum der solen intermitterende sendte ut kroppsstrømmer ble endret radikalt av Ludwig Biermann (1951, 1953) som foreslo på grunnlag av komethaler, at solen kontinuerlig blåser atmosfæren i alle retninger i supersonisk hastighet "( Syun-Ichi Akasofu , Exploring the Aurrets Secrets , 2002)

Se også

Referanser

Eksterne linker