Plasmasfär

Jordens plasmasfär markerad i mörkt orange (7), med en skarp gräns mot omgivande magnetosfärplasma (gult och blått).

En plasmasfär är ett område i det inre av en himlakropps magnetosfär, där plasmat är tämligen tätt och följer med i himlakroppens rotation. Plasmasfären har en tämligen skarp yttre gräns, plasmapausen.[1]


Jordens plasmasfär

Plasmasfären är fyllt med tämligen tätt plasma från jonosfären som inte kan strömma fritt vidare ut i rymden eftersom det befinner sig på geomagnetiska fältlinjer som inte sträcker sig långt ut (så kallade slutna fältlinjer). Plasmasfären når inte upp över polarområdena, där magnetfältlijerna är öppna (de fortsätter långt ut i rymden) så att jonosfärplasmat kan flöda fritt vidare ut i rymden (polarvind). Plasmasfären har därför toroidal (ringliknande) form. Strålningsbältena (van Allen-bältena) ligger strax utanför eller i yttre delen av plasmasfären.[2]

Plasmapausen

Plasmasfären är jonosfärens naturliga fortsättning uppåt. Däremot finns en skarp gräns mot den omgivande magnetosfären, plasmapausen. I jordens fall sträcker sig plasmasfären över ekvatorn typiskt ut till ungefär 3-4 jordradiers avstånd från jordens centrum. Ända ut till detta avstånd kan den innehålla flera hundra elektroner och joner per kubikcentimeter. Elektrontätheten sjunker drastiskt vid plasmapausen, till värden runt 1 - 10 cm-3.[3]

Studium

Plasmasfären är det stora blå området som täcker nästan hela denna bild från satelliten IMAGE. Solen är i riktning uppåt i bilden, och man ser att plasmasfären vid detta tillfälle dragits ut i riktning mot solen. Bildkälla: NASA.[4]

Jordens plasmapaus upptäcktes genom markstudier av elektromagnetiska vågor från magnetosfären år 1963. Plasmasfären och plasmapausen har sedan studerats av åtskilliga satelliter som mätt elektrontäthet, elektrontemperatur, flödeshastighet, magnetiskt fält och andra storheter på plats (in situ). Under 2000-talet har kunskapen ökats väsentligt genom en ny generation satelliter, framför allt Cluster och IMAGE[4]. De fyra Clustersatelliterna har möjliggjort detaljstudier som blivit lättare att sätta in i ett globalt sammanhang genom att IMAGE samtidigt avbildat hela plasmasfären[5] Man har bland annat kunnat följa hur stora sjok av plasmasfären ibland skalas av och flyter iväg utåt i magnetosfären[6] Man har också kunnat visa att plasmasfären faktiskt inte helt följer med i jordens rotation: plasmasfären tar vanligtvis uppåt 27 timmar på sig för ett varv, snarare än 24 timmar som jorden under den.[7]

Noter

  1. ^ Plasmasphere and plasmapause Arkiverad 4 augusti 2007 hämtat från the Wayback Machine., Space Physics Textbook, onlinetexter från Uleåborgs universitet. Länkad 2008-11-08.
  2. ^ How the plasmasphere is formed Arkiverad 15 november 2016 hämtat från the Wayback Machine.. NASA, länkad 2008-11-08.
  3. ^ En modell av tätheten i plasmasfären finns hos NASA på http://plasmasphere.nasa.gov/models/ Arkiverad 10 oktober 2008 hämtat från the Wayback Machine.
  4. ^ [a b] Earth's Invisible Magnetic Tail Arkiverad 16 september 2008 hämtat från the Wayback Machine. (sic). Pressmeddelande från NASA 2005-01-25, länkat 2008-11-08.
  5. ^ The Plasmasphere We can See! Arkiverad 10 oktober 2008 hämtat från the Wayback Machine. NASA, länkad 2008-11-08.
  6. ^ Cluster takes a new look at the plasmasphere. ESA 2006-11-13, länkad 2008-11-08.
  7. ^ Plasmasphere Lags Behind Earth Rotation. Arkiverad 16 september 2008 hämtat från the Wayback Machine. NASA IMAGE site, länkad 2008-11-02.

Media som används på denna webbplats

Earth plasmasphere in EUV.jpg
The Extreme Ultraviolet imager (EUV) instrument on board IMAGE captured this picture of the ultraviolet glow from relatively cold plasma surrounding our planet. A hook-shaped "tail" of plasma, near the top-right, streams toward the Sun. The small, faint circle near the center of the image traces ultraviolet radiation from aurora borealis (or "Northern Lights"). The "relatively cold plasma" is the Earth's plasmasphere. The small hook at left, unfortunately cited as a "tail" in the NASA press release, is not a magnetic tail like the Earth's huge magnetotail, but a relatively small peeling off of material from the plasmasphere. For full description, see http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast25jan_1.htm. See also the discussion page.
Magnetosphere Levels.svg
Artist's concept of the Earth's magnetosphere.

The rounded, bullet-like shape represents the bow shock as the magnetosphere confronts solar winds. The area represented in gray, between the magnetosphere and the bow shock, is called the magnetosheath, while the magnetopause is the boundary between the magnetosphere and the magnetosheath.
The Earth's magnetosphere extends about 10 Earth radii toward the Sun and perhaps similar distances outward on the flanks. The magnetotail is thought to extend as far as 1,000 Earth radii away from the Sun.

  • 1 : Bow shock
  • 2 : Magnetosheath
  • 3 : Magnetopause
  • 4 : Magnetosphere
  • 5 : Northern tail lobe
  • 6 : Southern tail lobe
  • 7 : Plasmasphere