Магнитосфера Нептуна

Прежде чем рассматривать магнитосферу Нептуна, считаю полезным вкратце привести упрощенные схемы магнитных диполей планет, имеющих дипольный момент (рис. 15.8).

Рис. 15.8. Схемы магнитных диполей планет Солнечной систем ы

На рисунке приведены схемы планетарных магнитных диполей планет-гигантов и Земли. Масштаб примерно соблюден. Показаны углы между осями вращения (сплошная линия) и магнитными осями (пунктир) для каждой планеты. Сами диполи расположены вдоль магнитных осей и обозначены прямоугольниками с красными линиями. Несмотря на то, что все планеты имеют смещение диполя и как следствие отклонение магнитного поля от симметрии, наибольшее нарушение «правильной» планетарной геометрии, наблюдается именно у «ледяных гигантов» ‒ Урана и Нептуна.

Пока «Вояджер» не добрался до Нептуна, искажение картины магнитного поля Урана пытались связать с особенностями его вращения («лежа на боку»). Однако теперь, после сравнения магнитных полей этих двух планет, ученые полагают, что такая странная ориентация магнитосферы в пространстве может быть вызвана приливами во внутренних областях. Причиной указанных приливов, по всей вероятности, является конвективное перемещение электропроводных жидкостей в сферической прослойке обеихпланет (предполагаемая комбинация из аммиака, метана и воды); оно и приводит в действие гидромагнитное динамо. Гипотезы, гипотезы… И опять злополучное динамо!

По сложности магнитосферы Нептун оказался впереди всей команды планет-гигантов. Это связано, прежде всего, с очень большим углом наклона магнитной оси по отношению к оси вращения планеты, составляющим 47 °. На рис. 15.9 приводятся схематическое изображение магнитосферы Нептуна (1) и расчетная модель планетарного поля по данным «Вояджера 2» (2).

Рис. 15.9. Магнитное поле Нептуна,

1. http://astro-era.narod.ru/img/solar/neptun/magnitosfera.jpg,

2. http://space-era.com/images/image0252.jpg

Магнитное поле Нептуна, как и поле Урана, странно ориентированно. Оно, как предполагается в науке, создается движениями проводящего вещества (возможно, воды), расположенной в мантии (в средних слоях) планеты. Кроме того, ось симметрии магнитного поля Нептуна не проходит через центр планеты, а отстоит от него более чем на полрадиуса (13500 км), что похоже на магнитное поле вокруг Урана (2). Магнитный диполь очень сильно смещен от центра и находится полностью в Северном полушарии планеты. Мало того, что наблюдается сильная асимметрия поля, оно еще и непрерывно меняется в зависимости от вращения Нептуна. Соответственно, и напряжение поля непостоянно на поверхности в разных ее местах и по значению меняется от трети земного до утроенного. Тем не менее, силовые линии надежно окутывают Нептун мощным щитом и защищают его от солнечного ветра (1).

Магнитное поле на экваториальной поверхности Нептуна оценивается в 1,42 μ T л. Оно имеет сложную геометрию с относительно большими не имеющими отношения к основному диполю компонентами, включая сильный квадрупольный момент, который по мощности может превышать дипольный. Головная ударная волна Нептуна проходит на расстоянии примерно 35, а магнитопауза – на расстоянии 23‒26,5 радиусов планеты; длина хвоста магнитосферы тянется на 72 радиуса Нептуна, а возможно и дальше. Причем, вследствие вращения планеты силовые линии в хвосте то располагаются параллельно друг другу, то закручиваются в жгут, а потом раскручиваются в обратную сторону. Таким примечательным свойством не может похвастаться ни одна из планет Солнечной системы.

По данным «Вояджера» было проведено моделирование характера изменения магнитного поля Нептуна.

На его основе сделан анимационный фильм, демонстрирующий изменение поля во времени в течение 1,5 нептyнианских суток, причем, цвет силовых линий определяется напряженностью магнитного поля. Кадры из фильма представлены на рис. 15.10.

Рис. 15.10. Кадры из анимации по моделированию магнитного поля Нептуна,

https://www.youtube.com/watch?v=YKQFleT45Z0

При имитации (моделировании) магнитного поля Нептуна, кроме дипольной, учитывалась магнитная составляющая, наведенная ионизированной плазмой. Но даже модель упорядоченного поля квадруполя, о наличии которого был сделан вывод по данным «Вояджера», в некоторой степени не соответствует действительности. Адам Мастерс, астрофизик, один из ведущих специалистов по изучению Нептуна, писал в статье «Хаотическое и ″озорное″ поле планеты Нептун»:

Нептун в этом отношении особенно «озорной». Его странные характеристики - не соответствуют нашим основным представлениям о том, как функционирует магнитосферы (выделения мои – СП).

Вот именно. Ну, и напоследок в данном разделе предлагаю картинку, иллюстрирующую зафиксированную художником сложность многополюсной структуры магнитного поля Нептуна в определенный конкретный момент (рис. 15.11).

Рис. 15.11. Картина магнитного поля Нептуна,

http://www.funtrivia.com/qphotos/55/375355_4_o.jpg

«Вояджером 2» также были обнаружены явления в атмосфере, схожие с земными полярными сияниями. Кроме того, зафиксированы и регулярные радиовсплески, разделенные интервалом времени в 16,11 часа, что, как считается, может соответствовать периоду вращения планетарного ядра.

При подлете к Нептуну, «Вояджер» двигался почти точно в направлении Южного магнитного полюса планеты, что дало возможность провести ряд уникальных исследований, многие результаты которых до сих пор для ученого мира не понятны и не лишены таинственности.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: