top-slice

Магнитные поля


У многих объектов в Солнечной системе имеются магнитные поля. Что же это такое? Откуда они берутся? И что они могут поведать об этих небесных телах?

Магнетизм присутствует везде в Солнечной системе и за ее пределами. Он управляет 11-летним циклом солнечной активности и защищает Землю от солнечной радиации.


Магнетизм Земли
Магнетизм Земли


ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ СИЛА

Если говорить совсем просто, магнетизм - это сила, которая образуется между двумя объектами, у каждого из которых есть магнитное поле. Однако магнетизм связан и с электричеством, и обе эти силы являются составляющими аналогичной по природе фундаментальной естественной силы -электромагнетизма.



ЯДРО ТЯНЕТ КАК МАГНИТ?

Из всех материалов, способных генерировать магнитные поля, железо, вероятно, наиболее мощное в этом смысле. Поскольку ядро Земли состоит из железа с примесью никеля, наша планета действует как гигантский магнит. Но магнетизм Земли формирует-ся благодаря расплавленной материи вокруг ядра.

По мере стремительного вращения (быстрее, чем вся планета) электрически заряженного расплавленного железа во внешней части ядра под действием динамо-эффекта создается мощное поле, которое формирует огромные петли, тянущиеся далеко в космос.

У большинства других планет с внушительным металлическим ядром также есть магнитное поле, но у нашей планеты оно самое сильное. Ядро Меркурия характеризуется всего сотой частью магнитной силы ядра Земли, поскольку его ядро, возможно, до сих пор находится в расплавленном состоянии.

Венера примерно такого же размера, что и Земля, поэтому в ее ядре должна со-храняться некоторая часть жидкого железа, однако внутреннего магнетизма у нее нет. По одной из теорий, отсутствие магнетизма объясняется тем, что медленное вращение Венеры и нехватка тектонических плит привели к гораздо более скорому затвердению ядра, чем на Земле.

Могучий магнетизм Юпитера


ДРУГИЕ МАГНИТНЫЕ ЖИДКОСТИ

В иных частях Солнечной системы некоторые жидкие среды также формируют магнитные поля. Вихревые океаны металлического водорода в глубине Юпитера и Сатурна могут создавать динамо-эффект даже мощнее, чем расплавленное железо в ядре Земли. Именно электрически заряженный водород ответственен за формирование постоянно меняющегося магнитного поля самого Солнца. У Нептуна и Урана также есть магнитные поля, но они резко отклонены от оси вращения планет. Это дает основание полагать, что электрически заряженная жидкая среда расположена ближе к поверхности планет.

Мы пока даже не знаем, что за жидкость формирует магнитное поле двух ледяных планет-гигантов - это может быть любое химическое вещество, которое распадается на большое количество заряженных ионов. В последующих выпусках мы подробнее изучим спутники Юпитера и их магнитные поля.



ИСТОКИ МАГНЕТИЗМА

Мощный магнетизм формируется под действием некоторых характеристик отдельных электронов - субатомных (элементарных) частиц, которые находятся во всех атомах материи. Каждый электрон ведет себя как маленький магнит, но в большинстве материалов электроны направлены в разные стороны, поэтому склонны гасить эффект друг друга. Однако в железе и некоторых других материалах с кристаллической структурой электроны выстраиваются в линию под действием магнитного поля и остаются в таком положении, даже когда сила поля исчезает, а железо приобретает свой магнетизм.

Твердое железо и другие ферромагнитные материалы являются единственными постоянными магнитами, хотя любые движущиеся заряженные частицы, которые создают электрический ток, также будут генерировать временное магнитное поле вокруг себяю Собственное магнитное поле Земли в конце концов возникает под действием электрических токов, которые вращаются в расплавленном железном ядре планеты.



Уильям Гилберт (1544-1603)

Английский философ и врач Уильям Гильберт эпохи королевы Елизаветы I проводил одни из первых серьезных опытов по магнетизму и электричеству, о которых написал книгу «De magnete» в 1600 году. Он выявил истинную причину, по которой стрелка компаса всегда указывает на север, хотя эта же идея возникала и у других ученых, включая Иоганна Кеплера, пытавшихся объяснить движение планет магнитным притяжением. Гильберт был последователем Коперника, он первым предположил, что именно вращение Земли создает эффект дневного движения звезд.

Серия. "Солнечная система" 2013

<< Предыдущая глава Следующая глава>>

Читайте по это же теме:


Основные свойства планет-гигантов
Большое Красное Пятно
Состав, строение и динамика атмосферы
Вихри в атмосфере Юпитера
Облачный покров и прилегающие слои атмосферы
Первый зонд в атмосфере Юпитера
Внутреннее строение и магнитное поле
Радиоизлучение Юпитера
Встреча Юпитера с кометой
Кольцо Юпитера
На спутнике Юпитера обнаружен океан
Юпитер - великий и могучий
Спутники Юпитера
Юпитер. Жестокий, злой и водородный
Родимые пятна Юпитера
Загадочные спутники Юпитера
Юпитер-предсказатель
Европа во льдах
Блоу ап: заемное поле (Европа)
В темном царстве микробов (Европа)
Приговор верному слуге
Минуя страну вулканов
В лабиринте галилеевых лун
Путешествие к центру Юпитера
Во мраке холода объятый жаром
Прометей идет на смену Галилею
Загадка большого Красного пятна
Водный мир Европы
Огненный мир Ио
Король Солнечной системы
"Галилео"
Наблюдение за Юпитером
Магнитные поля
Штормовая погода Юпитера
Загадки Юпитера
Ио (спутник Юпитера)
Буйная Ио (спутник Юпитера)