Từ quyển

Một giả lập 3D về từ quyển

Từ quyển là vùng không gian bao quanh một hành tinh được điều khiển bởi từ trường của

hành tinh đó. Hình dáng của từ quyển là do kết quả của tương tác giữa từ trường của hành tinh với các dòng hạt tích điện, như gió Mặt Trời.

Từ quyển của Trái Đất cùng với khí quyển chặn các dòng hạt tích điện, bảo vệ sự sống trên Trái Đất. Nghiên cứu từ quyển Trái Đất là một lĩnh vực của địa vật lý. Kết quả của nghiên cứu cũng áp dụng để miêu tả vùng chịu điều khiển của từ trường tại các hành tinh, các thiên thể khác, và cả những đối tượng chẳng hạn như pulsar.

Tổng quan

Trái Đất, Sao Thủy, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương đều có từ trường bao quanh chúng. Hai hành tinh Sao Hỏa và Sao Kim có từ trường rất nhỏ. Vệ tinh tự nhiên duy nhất trong hệ Mặt Trời có từ quyển là vệ tinh Ganymede của Sao Mộc, nó có một từ quyển nhỏ — nhưng nó lại nằm hoàn toàn trong từ quyển của Sao Mộc, dẫn đến tương tác rất phức tạp. Tầng điện ly (ionosphere) của từ trường yếu hai hành tinh Sao Hỏa và Sao Kim cũng làm lệch một phần gió Mặt Trời, nhưng chúng không có từ quyển.

Lịch sử

Minh họa từ quyển của hành tinh.

Việc nghiên cứu từ quyển của Trái Đất bắt đầu từ năm 1600, khi William Gilbert phát hiện ra từ trường trên bề mặt Trái Đất giống với từ trường của một terrella - một quả cầu từ hóa nhỏ. Đến những năm 1940, Walter M. Elsasser đề xuất mô hình thuyết dynamo, giải thích từ trường Trái Đất được tạo ra bởi chuyển động của lõi ngoài bằng sắt của Trái Đất. Nhờ sử dụng máy đo từ, các nhà khoa học có thể nghiên cứu sự biến đổi của từ trường Trái Đất theo cả thời gian và vị trí địa lý (vĩ độ và kinh độ).

Bắt đầu từ cuối những năm 1940, tên lửa được sử dụng để nghiên cứu tia vũ trụ. Năm 1958, Explorer 1 - sứ mệnh đầu tiên trong loạt sứ mệnh không gian Explorer - được phóng để nghiên cứu cường độ tia vũ trụ phía trên khí quyển và đo các biến động của hoạt động này. Sứ mệnh này đã phát hiện ra sự tồn tại của vành đai bức xạ Van Allen (nằm ở vùng trong cùng của từ quyển Trái Đất), và Explorer 3 được phóng sau đó cùng năm đã chứng minh dứt khoát sự tồn tại của vành đai này. Cũng trong năm 1958, Eugene Parker đề xuất ý tưởng về gió mặt trời, và thuật ngữ 'từ quyển' được Thomas Gold đề xuất vào năm 1959 để giải thích cách gió mặt trời tương tác với từ trường của Trái Đất. Sứ mệnh Explorer 12 năm 1961 sau đó dẫn đến quan sát của Cahill và Amazeen năm 1963 về sự sụt giảm đột ngột của cường độ từ trường gần kinh tuyến giữa trưa, sau này được đặt tên là từ tầng dừng (magnetopause). Đến năm 1983, International Cometary Explorer đã quan sát thấy đuôi từ (magnetotail), tức là vùng từ trường ở xa.

Xem thêm

• Nhật quyển
• Đuôi từ
• Vật lý plasma

Đọc thêm

• Introduction to Geomagnetically Trapped Radiation by Martin Walt (1994)
• Storms from the Sun by M. Carlowicz and R. Lopez"(2002)"
• D. P. Stern, M. Peredo (ngày 28 tháng 9 năm 2004). "The Exploration of the Earth's Magnetosphere". NASA. Truy cập ngày 22 tháng 8 năm 2006.

Liên kết ngoài

• USGS Geomagnetism Program
• Aurora borealis
• Storms from the Sun - The Emerging Science of Space Weather Lưu trữ ngày 12 tháng 6 năm 2020 tại Wayback Machine
• Magnetosphere: Earth's Magnetic Shield Against the Solar Wind Lưu trữ ngày 9 tháng 12 năm 2006 tại Wayback Machine
• Physics of the Aurora
• "3D Earth Magnetic Field Charged-Particle Simulator" Tool dedicated to the 3d simulation of charged particles in the magnetosphere.. [VRML Plug-in Required]
• "Exploration of the Earth's Magnetosphere", Educational web site by David P. Stern and Mauricio Peredo