La legge della conservazione della linea di campo Quando un'astronave si libera dall'influenza del campo magnetico terrestre ed entra nello spazio interplanetario, trova anche lì un debole campo magnetico. Questo campo può essere debole, ma si estende per enormi distanze, e può avere importanti effetti. Osservando la direzione delle linee del campo magnetico interplanetario, deduciamo che il campo proviene dal Sole, trasportato lì dalle linee del campo magnetico trascinate dal vento solare. |
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Quando qualche processo muove un plasma all'interno di un campo magnetico, ciò che avviene dipende dalla intensità relativa dei due. Se il campo magnetico è intenso -- come avviene nella corona, vicino al Sole -- allora è questo che domina, e determina dove il plasma può andare e dove non può andare. Questo è il motivo per cui gli anelli delle linee del campo magnetico tendono a trattenere il vento solare, a differenza delle linee dirette verso l'esterno che invece lo seguono nei "buchi della corona" posti tra loro. Ma se il campo è debole, allora il plasma controlla e spinge le linee del campo tutto intorno. Una regola che è ben seguita afferma che se due o più ioni cominciano sulla stessa linea di campo, allora essi continueranno sempre a trovarsi sulla stessa linea di campo. Pertanto se essi riescono a muoversi, la linea del campo verrà deformata.
Usando questa "legge di conservazione della linea di campo", noi ora ricaveremo la forma delle linee del campo magnetico interplanetario.
Su tale linea segnate dei punti a distanze di 23,7 50,2 e 83,9 mm da entrambi i lati dell'asse y, quindi disegnate delle linee radiali dal centro del Sole fino a questi punti, prolungando le linee fino a che siano a 1 cm dai bordi del foglio o 3 cm dal margine superiore.
Segnare i numeri sulle linee readiali
Linee di campo a spirale
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Post Scriptum, 17 Novembre 1999Come abbiamo fatto notare all'inizio, esistono due modi estremi di interazione tra un plasma e un campo magnetico. Se il plasma è rarefatto, anche se le sue particelle possiedono un'alta energia, il suo moto è guidato e incanalato dalle linee del campo magnetico. Viceversa, se il plasma è denso e il campo magnetico è relativamente debole -- la situazione che si verifica nella maggior parte dello spazio interplanetario -- anziché essere il campo magnetico a deformare il moto del plasma, è il suo moto a deformare il campo magnetico.È stato anche osservato che, aumentando la distanza dal Sole, le linee a spirale del campo magnetico interplanetario diventano avvolte sempre più strettamente, fino a che la loro forma differisce pochissimo da quella di una circonferenza. Queste considerazioni sono illustrate molto bene dai fenomeni che seguirono l'intensa attività solare nel periodo di aprile-maggio 1998, riportati da Robert Decker del Laboratorio di Fisica Applicata dell'Università Johns Hopkins nel Maryland. Quell'attività generò una perturbazione nel vento solare, oltre a un flusso di protoni con energia pari a 1000 volte quella del vento solare, e questo fu osservato da numerose sonde spaziali -- dalla sonda ACE nel punto lagrangiano L1 (vicino alla Terra, cioè a una distanza dal Sole di circa 1 UA), dalla sonda Ulisse (a 5 UA), e dai Voyager 1 e 2 -- il Voyager 2 a 56 UA e il Voyager 1 a 72 UA di distanza. La perturbazione del vento solare arrivò al Voyager 1 dopo circa 7 mesi e mezzo, in quanto si propagò radialmente alla stessa velocità del vento solare in cui era immersa. I protoni, invece, benché si muovessero molto più rapidamente, erano relativamente in minor numero, per cui vennero costretti su un percorso a spirale lungo le linee di campo. Essi vennero osservati dal Voyager 1 dopo 6 mesi -- un mese e mezzo prima che la perturbazione del vento solare raggiungesse quella distanza -- e il Dott. Decker calcolò che il loro percorso a spirale li fece girare 10 volte attorno al Sole, percorrendo una distanza di circa 2000 UA.
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Autore e Curatore: Dr. David P. Stern
Ci si può rivolgere al Dr. Stern per posta elettronica (in inglese,
per favore!):
audavstern ("chiocciola") erols.com
Traduzione in lingua italiana di Giuliano Pinto
Aggiornato al 10 Dicembre 2005