자기권: 두 판 사이의 차이

'''자기권'''은 천체의 자기장에의해 제어되는 하전입자들이 있는 천문학적 천체 근처 공간의 영역이다.천체의 표면근처에서, 자기장선은 자기쌍극자와 비슷하다. 표면으로부터 멀리에있는, 자기장선은 플라즈마에서 하르는 전류에의해 상당히 왜곡된다.(e.q. 이온권or 태양풍) 지구에대해서 말할때, 자기권은 일반적으로 이온권의 외각층을 나타나는데 사용되고, 그러나 일부 소스들은 이온권과 자기권이 분리되도록 고려한다.

 

지구의 자기권의 연구는 William Gilbert가 지구의 표면위에 자기장이 작은 인공소지구에 자화권과 비슷하다는것을 발견했을때인 1600년에 시작되었다. 1940년대에, Walter M. Elsasser가 지구의 자기장이 지구의 철의 외핵(iron outer core)의 움직임의 결과로보는 'dynamo 이론'의 모델을 제안했다.자기계의 사용을통해, 과학자들은 시간과 위도, 경도의 함수로 지구의 자기장의 변화를 연구할 수 있었다. 1940년대 후반부터, 로켓이 우주선(cosmic rays)를 연구하는대 사용되기 시작하였다. 1958년, space missions의 첫번째 Explorer 시리즈인 Explorer1이 대기권위의 우주선의 강도와 이 활동의 변동을 측정하기 위해서 발사되었다.이 임무는 Van Allen radiation belt(지구의 자기권의 내부지역에 위치한)의 존재를 관측하였고, 후에 Explorer 3 미션은 이 것의 존재를 명확하게 증명하였다.또한 1958년, Eugene Parker는 태양풍(solar wind)의 아이디어를 제안했다. 1959년, 자기권이란 용어는 Thomas Gold에의해 제안되었다.1961년에 Explorer12 미션은 Caholl 과 Amazeen가 1963년 정오 자오선(noon meridian) 근처의 자기장의 세기가 갑작스런 감소한것을 이끌어냈고, 이는 후에 자기권계면이라 명명되었다. 1983년, International Cometary Explorer가 자기권꼬리를 관측하였고, 또한 멀리있는 자기장을 관측하였다.

 

 

== 구조 ==

'''Bow shock'''

Main article: Bow shock

bow shock는 자기권의 최외각층을 형성한다 : 자기권과 주변의 물질(ambient medium) 사이의 경계이다. 별의 경우, 이것은 일반적으로 항성풍과 성간물질사이의 경계이다; 행성의 경우, 태양풍이 자기권계면에 근접할때 태양풍의 속도가 갑자기 떨어지는 곳의 경계이다.

 

'''자기권외피층(Magnetosheath)'''

자기권외피층(magnetosheath)은 bow shock와 자기권계면사이의 자기권영역이다. 이것은 자기권으로부터 작은양의 플라즈마를 포함하고 있지만,주로 충격을 받은 태양풍에의해 형성된다. 이곳은 자기장의 방향과 크기가 불규칙하게 변화하는 높은 입자에너지 플럭스를 나타내는 영역이다. 이것은 효과적으로 "열중성자화(thermalization)"를 겪은 태양풍가스의 무리에의해 야기된다. 태양풍의 흐름으로부터의 압력을 천체의 자기장의 베리어로 전송하는 쿠션같은 역할을 한다.

 

'''자기권계면(Magnetopause)'''

자기권계면은 행성의 자기장 압력이 태양풍의 압력과 균형을 이루는 자기권의 영역이다. 이곳은 자기권외피층에 충격된 태양풍과 자기권에서 플라즈마와 천체의 자기장의 집합이다.이러한 양쪽 면들의 집합이 자화된 플라즈마를 포합하기 때문에, 이들간의 상호작용은 매우 복잡하다.자기권계면의 구조는 자기장 뿐만아니라 마하수와 플라즈마의 베타에 의존한다.자기권계면은 태양풍의 압력이 변동할때 크기와 모양이 변한다.

 

'''지자기꼬리(Magnetotail)'''

 

'''지구의 자기권(Earth's magnetosphere)'''

지구의 적도에 걸처서, 자기장선은 거의 수평이되고, 그다음 고위도로 다시 연결되기위해 돌아간다. 그러나 고위도에서, 자기장은 태양풍과 태양풍의 태양자기장에의해 크게 왜곡된다. 지구의 햇빛이 비추는면(dayside)에서 자기장은 태양풍에의해서 약 65,000km(40,000마일)의 거리까지 상당히 압축된다. 지구의 bow shock는 약 17km(11마일)의 두께를 가지고 지구로부터 약 90,000km(56,000마일)에 위치한다. 자기권계면은 지구의 표면에 떨어서 수백km 떨어진거리에 존재한다. 지구의 자기권계면은 태양풍으로부터의 입자가 지구로 들어올수있게 하는 '체'로 비교되었다. 자기권에서 다른속도로 거대한 플라즈마의 소용돌이가 자기권의 가장자리를 따라서 이동할 때 Kelvin-Helmholtz 불안정성들이 일어난다. 이것은 자기장선이 끊어지고 재연결되는것같은 자기 재접속(magnetic reconnection)을 야기시키고, 태양풍입자들은 자기권으로 들어갈수있게 한다. 지구의 빛이 비추지 않는면(nightside)에서, 자기장은 6,300,000km(3,900,000마일)이상의 길이에 지자기꼬리로 연장한다. 지구의 지자기꼬리는 극지방 오로라의 주된요소이다. 또한, NASA의 과학자들은 지구의 지자기꼬리는 dayside와 nightside의 전위차를 만듦으로써 달에 "먼지 폭풍"을 일으킬수 있다고 제안 또는 "추측"했다.