A MÁGNESES BOLYGÓK MAGNETOSZFÉRÁJA

Hasonló dokumentumok
A NEM MÁGNESES BOLYGÓK MAGNETOSZFÉRÁJA

8. A NEM MÁGNESES BOLYGÓK MAGNETOSZFÉRÁJA. Szegő Károly. A Naprendszer fizikája

A 35 éves Voyager őrszondák a napszél és a csillagközi szél határán

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

A FÖLD KÖRNYEZETE ÉS A NAPRENDSZER

1. A Szaturnusz plazmakörnyezetének kutatása, különös tekintettel a fejhullámra, és a köpenyben lejátszódó hullámjelenségek tanulmányozására.

Űr-időjárási folyamatok a magnetoszférában

A szférák zenéjétől és az űridőjárásig. avagy mi a kapcsolat az Antarktisz és a műholdak között. Lichtenberger János

2013. márc. 20. a Naprendszerben.

Zárójelentés a T sz. OTKA témapályázatról. A Föld plazmakörnyezetének háromdimenziós vizsgálata. Témavezető: Tátrallyay Mariella

Földünk a világegyetemben

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

A Naprendszer középpontjában a Nap helyezkedik el.

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz

Elektrodinamika. Maxwell egyenletek: Kontinuitási egyenlet: div n v =0. div E =4 div B =0. rot E = rot B=

A CASSINI HUYGENS ÛRMISSZIÓ LEGÚJABB EREDMÉNYEI Bebesi Zsófia A SZATURNUSZNÁL. A Cassini Huygens szondapár fedélzeti mûszerei

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Gázbolygók, holdjaik és gyűrűik ELTE TTK, planetológia. Kereszturi Ákos MTA CSFK

i R = 27 évszakok B = 0, 2 G földi

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

2. Plazmafizikai alapfogalmak

Termodinamika (Hőtan)

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Előadás menete. Magfúzióból nyerhető energia és az energiatermelés feltétele. Fúziós kutatási ágazatok

A Szaturnusz és környezete

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

GEOFIZIKA / 2. A FÖLD KÖRÜLI TÉRSÉG SZERKEZETE (TROPOSZFÉRA, SZTRATOSZFÉRA, IONOSZFÉRA, MAGNETOSZFÉRA)

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Nemlineáris szállítószalag fúziós plazmákban

A magnetohidrodinamikai leírás (Lásd Landau VIII. kötet, VIII. fejezet)

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Short introduction to Shock Physics 1. The shock wave 2. The Earth's Bow Shock 3. Ion populations at the quasi-parallel bow shock Ion acceleration at

Az NMR és a bizonytalansági elv rejtélyes találkozása

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Supporting Information

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

A világtörvény keresése

Abszorpciós spektroszkópia

Doktori (Ph. D.) értekezés tézisei

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Bevezetés a fúziós plazmafizikába 3.

Az OpenField felhőben beállítható paraméterek

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Construction of a cube given with its centre and a sideline

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz I.

NEUTRON SUGÁRZÁS ELLENI BIOLÓGIAI VÉDELEM VIZSGÁLATA MONTE CARLO MODELLEZÉSSEL

Az úszás biomechanikája

GV3P50 motor megszakító GV3 pólusú - 50 A - 3-pólusú 3d - mágneses léptetőegység

1. A hang, mint akusztikus jel

MATROSHKA kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson. Kató Zoltán, Pálfalvi József

Mágneses kölcsönhatás

Deutériumjég-pelletek behatolási mélységének meghatározása videódiagnosztikával

Supplementary Table 1. Cystometric parameters in sham-operated wild type and Trpv4 -/- rats during saline infusion and

Föld mágneses tere . ionoszférában magnetoszférának (napszél A Napból érkező részecskesugárzás napszél,

Óriásbolygók. Molnár László MTA CSFK CSI

Z bozonok az LHC nehézion programjában

Az optika tudományterületei

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

A világegyetem szerkezete és fejlődése. Összeállította: Kiss László

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

BOLYGÓK ÉS HOLDJAIK: MI A KAPCSOLAT?



































Átírás:

A MÁGNESES BOLYGÓK MAGNETOSZFÉRÁJA 1

A NAPSZÉL ÉS AZ AKADÁLY SEMATIKUS KÖLCSONHATÁSA

MILYEN KÉRDÉSEKET VIZSGÁLUNK? Melyek a makroszkópikus tartományok a magnetoszférában? E tartományokban melyek a jellemző plazmaparaméterek átlagos értékei? Hol vannak e tartományok határai? Hol vannak a források és nyelők, milyen transzport folyamatok vannak? Melyek a domináns fizikai folyamatok, kölcsönhatások? Hogyan befolyásolja a napszél és a bolygók forgása a domináns folyamatokat? Elsősorban a Szaturnusz magnetoszféráját tekintjük 3

A MÁGNESES BOLYGÓK ÁTTEKINTÉSE 4

MÁGNESES AKADÁLY: PL. A FÖLD A NAPSZÉL ρ u SW 2 NYOMÁSÁVAL A MÁGNESES DIPÓLTÉR NYOMÁSA TART EGYENSÚLYT: ρ u SW 2 = {B E (R/r) 3 } 2 / 4π DE EZ PONTATLAN, MERT A HATÁR-RÉTEGBEN ÁRAM FOLYIK, ENNEK TERÉT IS HOZZÁ KELL ADNI (CHAPMAN- FERRARO ÁRAM). EZ, ÁTLAGOS NAPSZÉL ESETÉN (ρ~7, u~400) KB. 10 F0LDSUGÁR TÁVOLSÁGOT AD A NAP-FÖLD TENGELY MENTÉN. AZ AKADÁLYON BELÜLI TARTOMÁNY: A FÖLD MAGNETOSZFÉRÁJA 5

A FÖLD MAGNETOSZFÉRÁJA A magnetoszférát elsősorban a napszél hatása alakítja 6

LÖKÉSHULLÁM KIALAKULÁSA ÜTKÖZÉSES KÖZEGBEN A LÖKÁSHULLÁM NEMLINEÁRIS FOLYAMATOK EREDMÉNYEKÉPP ALAKUL KI, EZÉRT CSAK KVALITATÍV KÉPET ADUNK. A MOLEKULÁK AZ AKADÁLY ELŐTT FELGYŰLNEK, VISSZAFELÉ INDULÓ NYOMÁSHULLÁM ALALKUL KI. A TERJEDÉSI SEBESSÉGE ~HANGSEBESSÉG (gyors MHD) A VISSZAVERŐDŐ HULLÁM EGYES FOURIER KOMPONENSEI ELTÉRŐ SEBESSÉGGEL HALADNAK, EZ A FRONT MEREDEKEBBÉ VÁLÁSÁT OKOZZA. A HULLÁMFRONT DISSZIPÁCIÓ ÚTJÁN STABILIZÁLÓDIK. 7

A lökéshullámon való áthaladás a Szaturnusznál 8

A magnetopauzán való áthaladás 9

E KÖLCSÖNHATÁS BONYOLULT STRUKTÚRÁKAT ALAKÍT KI A MÁGNESES BOLYGÓK, PL. A FÖLD KÖRÜL: EZT MÉRIK A CLUSTER MISSZIÓ MŰHOLDJAIVAL A MÁGNESES PÓLUSOKNÁL BELÉPŐ NAPSZÉL EREDMÉNYEZI A SARKI FÉNYT 10

SARKI FÉNY A JUPITERNÉL 11

AZ ENCELADUS LÁBNYOMA A SZATURNUSZ SARKI FÉNYÉBEN 12

Anomális sugárzási övek a Föld körül 13

Interplanetáris lökéshullám An interplanetary (IP) shock on DOY 015 between 1000 and 1200 UT. The upper plot shows the magnetic field components in the spacecraft frame of reference (Bx is red; By is green, shifted up by 2 nt; Bz is blue, shifted up by 4 nt) and the total field (black) shifted up by 5 nt. The middle plot shows the IBS energy spectra, The lower plot exhibits the RPWS data for the same time interval. 14

A JUPITER LÖKÉSHULLÁMÁNÁL 2001. jan 12. 15

A CSÓVA 2. A CSÓVÁBAN A RÉSZECSKÉK MOZGÁSA MEGLEHETŐSEN KAOTIKUS, EZT ILLUSZTRÁLJA A MELLÉKELT PRÓBARÉSZECSKE KÖZELÍTÉS A PLAZMA MOZGÁSA, AZ ÁRAMLEPELBEN VÉGBEMENŐ DISSZIPÁCIÓ A MÁGNESES TERET ENERGETIKAILAG KEDVEZŐBB ÁLLAPOTBA JUTTATJA: EZ A MÁGNESES REKONNENCIÓ 16

A SZATURNUSZ MAGNETOSZFÉRÁJA 1. A lökéshullám előtt is megfigyeltek részecskéket Kiáramlanak részecskék a magnetopauzán keresztül is 17

18

Szimulált napszél a Szaturnusznál piros: amikor Cassini az egyenlítő síkjához közel volt 19

A SZATURNUSZ MAGNETOSZFÉRÁJA 2. kialakulásában a bolygó forgása dominál 20

A mágneses tér A Szaturnusz mágneses tere É-D átmetszésben. Figyeljük meg a záródó erővonalak elnyúlt alakját (magnetodiszk) A nappali oldalon a tér dipól jellegű, az éjszakai oldalon a sugárirányú komponens a domináns. 21

A sugárzási övek 22

A magnetoszféra képei UVIS map of OI at 1304 Å frommelin et al. (2009). Middle: MIMI/INCA ENA imaging of the ring current in the range 20 50 kev. Saturn is at the centre, the dotted lines represent the orbit of Rhea (8.74 RS ) and Titan (20.2 RS ). The Z-axis points parallel to Saturn s spin axis, the X-axis points roughly sunward in the plane formed by the Saturn-Sun line and Saturn s spin axis, and the Y -axis completes the right-handed system (adapted from Krimigis et al. 2007). 23

A plazma átlagos paraméterei (a) number densities of hot and cold electrons (Schippers et al. 2008), and thermal ions (Thomsen et al. 2010); (b) plasma temperatures of hot and cold electrons (Schippers et al. 2008), thermal ions (Thomsen et al. 2010; Wilson et al. 2008); (c) plasma pressure from the cold and hot electrons 24

A JUPITER ÉS A SZATURNUSZ ÖSSZEHASONLÍTÁSA 25

A SZATURNUSZ GYŰRŰI Gyűrűk keletkezése még nem tisztázott. Lehetőségek: Maradvány Szaturnusz keletkezésének idejéből Széttört aszteroid vagy üstökös maradványa Folyamatos megújulás Híg plazma réteg a gyűrűk felett A belső magnetoszférába beáramló anyag egyik forrása, a fontosabb, jeges holdak mellett 26

ENCELADUS, A FONTOS ANYAGFORRÁS ELSŐ JEL: ZAVAR A MÁGNESES TÉRBEN AZ ANYAGKIÁRAMLÁS KÉPEI. FORRÁS: DÉLI PÓLUS KÖRNYÉKE A KIÁRAMLÓ ANYAG TÁVOLRA IS ELJUT Kiáramló energia ~10 GW!!! Kiáramló gáz ~100-300 kg/s!!! 27

Az Enceladus anyagkiáramlása 28

A Szaturnusz furcsa periodicitása Minden mágneses bolygónak van sugárzása a kilométer hosszúságú tartományban Ezek periodicitása általában a bolygó forgásának periódusához illeszkedik. A Szaturnusznál ez nem így van. A kétfajta periodicitás megjelenik a plazmajelenségekben SKR= Saturn Kilometric Radiation 29

A MAGNETODISZK -a gyors forgás miatti centrifugális erő, a mágneses tér ellenhatása és a plazma nyomása alakítja ki - az alulról fúvó napszél meghajlítja a magnetodiszket: bowl-shape 30

A MAGNETODISZKET ALAKÍTÓ GYŰRŰÁRAM KÉPE 31

A Saturnusz éjszakai oldalán az elnyúló magnetodiszk mágneses tere sugárirányú. A diszk közepén a legsűrűbb a plazma Khurana et al. (2009), J. Geophys. Res Establishes connection between the locations of peak electron densities and where B_r=0 32

MODEL A MAGNETODISK VISELKEDÉSÉRE Jia and Kivelson (2012), JGR Kettős ionoszferikus forrás: Southern source: 10.8 h period Northern source: 10.6 h period 33

PLAZMAÁRAMLÁS 34

A MÉRT SEBESSÉGEK 35

A BOLYGÓKÖZI TÉR ERŐVONALAINAK ÁTHALADÁSA SPECIÁLIS PLAZMASTRUKTÚRÁT EREDMÉNYEZ: A CSÓVÁT. E TÉRSÉGBEN ELLENTÉTES IRÁNYBA MUTATÓ MÁGNESES ERŐVONALAK ALALKULNAK KI, EZT SZÜKSÉGSZERŰEN EGY ÁRAMLEPEL VÁLASZTJA EL. A CSÓVA z x A FENTI KOORDINÁTA RENDSZERBEN A TÉR LEÍRHATÓ B x =B o B x =B o z/l B x =-B o ha L>z>-L ha z<-l ha z>l vagy: B x =B o tanh(z/l) Ekkor J y ~B o sech 2 (z/l) L az áramlepel vastagsága 36

A PLAZMA MOZGÁSA A MÁGNESES REKONNEKCIÓ AZ ENERGIAMÉRLEG A REKONNEKCIÓ EREDMÉNYEKÉPP A PLAZMA MÁGNESES ENERGIÁJA KINETIKUS ENERGIÁVÁ ALAKUL. EZ LEJÁTSZÓKIS MIND A FÖLDI CSÓVÁBAN, MIND A NAP ANYAGKILÖVELLÉSEI ESETÉBEN. 37

Plazmoid a csóvában 38

TITÁN FLYBY 39

TITÁN FLYBY 40

A TITÁN MÁGNESES MEMÓRIÁJA 41