MAGNETOSFER BUMI: KARAKTERISTIK, STRUKTUR, GAS - FISIK - 2025

The magnetosfer bumi adalah amplop magnet dari planet melawan arus partikel bermuatan bahwa Matahari memancarkan terus menerus. Hal tersebut disebabkan oleh interaksi antara medan magnetnya sendiri dengan angin matahari.

Ini bukan milik Bumi yang unik, karena masih banyak planet lain di tata surya yang memiliki medan magnet sendiri, seperti: Jupiter, Merkurius, Neptunus, Saturnus, atau Uranus.

Gambar 1. Magnetosfer bumi dan interaksinya dengan angin matahari. Sumber: Wikimedia Commons.

Aliran materi yang mengalir dari lapisan luar bintang kita ini, mengalir dalam bentuk materi yang dijernihkan, yang disebut plasma. Ini dianggap sebagai materi keempat, mirip dengan keadaan gas, tetapi suhu tinggi memberikan muatan listrik ke partikel. Ini terutama terdiri dari proton dan elektron bebas.

Korona matahari memancarkan partikel-partikel ini dengan begitu banyak energi sehingga mereka dapat melepaskan diri dari gravitasi, dalam aliran yang terus menerus. Inilah yang disebut angin matahari, yang memiliki medan magnetnya sendiri. Pengaruhnya meluas ke seluruh Tata Surya.

Berkat interaksi antara angin matahari dan medan geomagnetik, terbentuk zona transisi yang membungkus magnetosfer bumi.

Angin matahari, yang memiliki konduktivitas listrik tinggi, bertanggung jawab untuk mendistorsi medan magnet bumi, dan memampatkannya pada sisi yang menghadap Matahari. Sisi ini disebut sisi siang. Di sisi berlawanan, atau sisi malam, medan menjauh dari Matahari dan garis-garisnya terentang, membentuk semacam ekor.

karakteristik

- Area pengaruh magnet

Angin matahari mengubah garis medan magnet bumi. Jika bukan karena dia, garisnya akan melebar hingga tak terbatas, seolah-olah itu adalah magnet batang. Interaksi antara angin matahari dan medan magnet bumi memunculkan tiga wilayah:

1) Zona antarplanet, dimana pengaruh medan magnet bumi tidak terlihat.

2) Magnetofunda atau magnetoenvelope, yaitu daerah tempat terjadinya interaksi antara medan terestrial dan angin matahari.

3) Magnetosfer, adalah wilayah ruang angkasa yang mengandung medan magnet bumi.

Penutup magnet dibatasi oleh dua permukaan yang sangat penting: magnetopause dan shock depan.

Gambar 2. Struktur magnetosfer. Sumber: Wikimedia Commons.

Magnetopause adalah permukaan batas magnetosfer, kira-kira 10 jari-jari Bumi di sisi siang, tetapi magnetopause dapat dikompresi lebih lanjut, terutama ketika sejumlah besar massa terlepas dari korona matahari.

Untuk bagiannya, shock front atau shock arc adalah permukaan yang memisahkan selubung magnet dari zona antarplanet. Di tepi inilah tekanan magnet mulai memperlambat partikel angin matahari.

- Bagian dalam magnetosfer

Pada diagram pada gambar 2, di magnetosfer atau rongga yang berisi medan magnet bumi, area yang berdiferensiasi baik dibedakan:

- Plasmasfer

- Lembaran plasma

- Lem magneteto atau lem magnet

- Titik netral

Bola plasma

Plasmasfer adalah area yang dibentuk oleh plasma partikel dari ionosfer. Partikel yang datang langsung dari korona matahari yang berhasil menyelinap masuk juga akan berhenti di situ.

Semuanya membentuk plasma yang tidak seenergi angin matahari.

Wilayah ini dimulai 60 km di atas permukaan bumi dan meluas hingga 3 atau 4 kali jari-jari bumi, termasuk ionosfer. Plasmasfer berputar di sepanjang Bumi dan sebagian tumpang tindih dengan sabuk radiasi Van Allen yang terkenal.

Lem magneteto dan lembaran plasma

Perubahan arah medan bumi akibat angin matahari, menimbulkan magnetotail, dan juga zona terbatas antara garis medan magnet dengan arah berlawanan: lembaran plasma, disebut juga lembaran arus, dengan ketebalan beberapa jari-jari bumi .

Titik netral

Akhirnya titik netral adalah tempat di mana intensitas gaya magnet benar-benar hilang. Salah satunya ditunjukkan pada gambar 2, tetapi masih ada lagi.

Di antara bagian siang dan malam magnetopause terdapat diskontinuitas, yang disebut puncak, di mana garis-garis gaya magnet bertemu ke arah kutub.

Ini adalah penyebab cahaya utara, karena partikel angin matahari berputar dalam bentuk spiral mengikuti garis magnet. Dengan demikian mereka berhasil mencapai atmosfer atas kutub, mengionisasi udara dan membentuk plasma yang memancarkan cahaya dan sinar-X berwarna cerah.

Gas

Magnetosfer mengandung plasma dalam jumlah yang cukup besar: gas terionisasi dengan kepadatan rendah yang terdiri dari ion positif dan elektron negatif, dengan proporsi yang hampir netral.

Massa jenis plasma sangat bervariasi, mulai dari 1 hingga 4000 partikel per sentimeter kubik, tergantung pada areanya.

Gas yang berasal dari plasma magnetosfer berasal dari dua sumber: angin matahari dan ionosfer terestrial. Gas-gas ini membentuk plasma di magnetosfer yang terdiri dari:

- Elektron

- Proton dan 4%

- Partikel alfa (ion helium)

Arus listrik kompleks dibuat di dalam gas-gas ini. Intensitas arus plasma di magnetosfer kira-kira 2 x 10 ²⁶ ion per detik.

Dengan cara yang sama, ini adalah struktur yang sangat dinamis. Misalnya, di dalam plasma, waktu paruh plasma adalah beberapa hari dan gerakannya terutama bersifat rotasi.

Sebaliknya, di daerah yang lebih luar dari lembaran plasma, waktu paruh adalah jam dan pergerakannya tergantung pada angin matahari.

Gas-gas angin matahari

Angin matahari berasal dari korona matahari, lapisan luar bintang kita, yang bersuhu beberapa juta Kelvin. Semburan ion dan elektron keluar dari sana dan menyebar ke angkasa dengan kecepatan 10 ⁹ kg / s atau 10 ³⁶ partikel per detik.

Gas-gas sangat panas yang berasal dari angin matahari dikenali dari kandungan ion hidrogen dan heliumnya. Salah satu bagian berhasil memasuki magnetosfer melalui magnetopause, melalui fenomena yang disebut rekoneksi magnetik.

Angin matahari merupakan sumber hilangnya materi dan momentum sudut Matahari, yang merupakan bagian dari evolusinya sebagai bintang.

Gas dari ionosfer

Sumber utama plasma di magnetosfer adalah ionosfer. Di sana gas yang dominan adalah oksigen dan hidrogen yang berasal dari atmosfer bumi.

Di ionosfer mereka mengalami proses ionisasi akibat radiasi ultraviolet dan radiasi berenergi tinggi lainnya, kebanyakan dari Matahari.

Plasma ionosfer lebih dingin dari pada angin matahari, namun sebagian kecil dari partikel cepatnya mampu mengatasi gravitasi dan medan magnet, serta memasuki magnetosfer.

Referensi

1. Perpustakaan Digital ILCE. Matahari dan Bumi. Hubungan yang penuh badai. Diperoleh dari: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. POT. Ekor magnetosfer. Diperoleh dari: spof.gsfc.nasa.gov.
3. POT. Magnetopause. Diperoleh dari: spof.gsfc.nasa.gov.
4. Oster, L. 1984. Astronomi Modern. Pembalikan Editorial.
5. Wikipedia. Magnetosfer. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Angin matahari. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.