Kas sukelia pašvaistes kitose planetose?
Trumpas atsakymas: Kitose planetose pašvaistės susidaro, kai greitos, įkrautos dalelės susiduria su viršutine planetos atmosfera ir priverčia dujas švytėti. Planetos magnetinis laukas ir netoliese esantys dalelių šaltiniai padeda nukreipti ir pagreitinti tas daleles, todėl šviesa atsiranda juostomis arba dėmėmis.
Trumpas paaiškinimas
Įkrautos dalelės atsiranda iš saulės vėjo arba iš šalia planetos esančių objektų, pavyzdžiui, vulkaninių dujų ar plazminio toro. Planetos magnetinis laukas nukreipia šias daleles link ašigalių ar kitų magnetinių žymių. Kai dalelės atsitrenkia į atmosferą, jos susiduria su atomais ir molekulėmis ir priverčia juos išskirti šviesą.
Skirtingos dujos švyti skirtingomis spalvomis. Didelės planetos su stipriais magnetiniais laukais, tokios kaip Jupiteris, sukuria didžiules ir ryškias pašvaistes. Net planetos su neįprastais magnetiniais laukais, tokios kaip Uranas, gali turėti pašvaistes, bet keistose vietose.
Kartais pačios planetos palydovai ar žiedai prideda papildomų dalelių, kurios keičia pašvaistę.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis / dėsnis: Lorenco jėga ir magnetinė reaktyvacija; susidūrimo sužadinimas ir pašvaisčių emisija.
Šviečiančios pašvaistės susidaro, kai įkrautos dalelės (elektronai ir jonai) juda planetos magnetiniu lauku ir yra greitinamos elektrinių ir magnetinių jėgų (Lorenco jėgos). Magnetinė reaktyvacija – procesas, kai magnetinio lauko linijos nutrūksta ir įgauna naujas formas – gali išsviesti daleles į atmosferą. Kai šios energingos dalelės susiduria su atmosferos atomais ar molekulėmis, jos perduoda energiją ir sužadina tuos atomus.
Sužadinti atomai, grįždami į žemesnės energijos būsenas, išskiria fotonus (šviesą). Emisijos spalva ir aukštis priklauso nuo to, į kurias dujas atsitrenkia ir kiek energijos turi dalelės. Kai kuriose planetose papildoma plazma gaunama iš mėnulių ar žiedų ir maitina pašvaisčių sistemą (pavyzdžiui, Ijo tiekia medžiagą Jupiterio magnetosferai) .
Kaip mes tai žinome: Erdvėlaiviai ir teleskopai matuoja pašvaisčių šviesą (spektrus) ir tiesiogiai aptinka daleles bei laukus. Šie stebėjimai atitinka kompiuterinius dalelių judėjimo ir emisijos modelius.
Kur tai pastebėsi
- Žemė: Šiaurės ir Pietų pašvaistės, susidarančios dėl Saulės vėjo, sąveikaujančios su Žemės magnetiniu lauku.
- Jupiteris: Labai ryškios pašvaistės, kurias maitina Saulės vėjas ir įkrautos dalelės iš Mėnulio Ijo .
- Saturnas: Pašvaistės, susijusios su Saulės vėju ir besisukančia Saturno magnetine aplinka.
- Uranas: Keistos pašvaistės, nes planetos magnetinė ašis yra pasvirusi ir nutolusi nuo centro.
- Neptūnas: Silpnesnės pašvaistės, kurias teleskopai aptinka Saulės aktyvumo metu.
Eksperimentas
Magnetinio lauko linijos su geležies drožlėmis
Sauga: Laikykite drožles atokiau nuo burnos ir elektronikos prietaisų; rekomenduojama suaugusiųjų pagalba.
Priemonės
- mažas strypinis magnetas
- popieriaus lapas
- geležies drožlės (arba susmulkinta plieninė vata)
- padėklas arba laikraštis
Žingsniai
- Padėkite magnetą ant lygaus stalo ir uždenkite jį popieriaus lapu.
- Lėtai ir tolygiai pabarstykite popierių plonu geležies drožlių sluoksniu.
- Švelniai pastuksenkite į popierių, kad drožlės nusėstų magnetinio lauko linijų kryptimi.
- Pajudinkite magnetą ir stebėkite, kaip keičiasi raštas. Ką tai rodo: Drožlės žymi magnetinio lauko linijas, kurios nukreipia įkrautas daleles į tam tikrus regionus, panašiai kaip planetų magnetiniai laukai nukreipia pašvaistes.
Naudingi terminai
- Magnetinis laukas: Nematoma sritis aplink magnetą arba planetą, kuri stumia arba traukia įkrautas daleles.
- Įkrauta dalelė: Mažas materijos gabalėlis su elektriniu krūviu, pavyzdžiui, elektronas arba jonas, reaguojantis į elektrines ir magnetines jėgas.
- Magnetosfera: Regionas aplink planetą, kuriame dominuoja jos magnetinis laukas ir kuris apsaugo arba nukreipia daleles.
- Pašvaistė: Šviesa, susidaranti, kai energingos įkrautos dalelės susiduria su atmosfera ir priverčia dujas švytėti.
- Magnetinis perjungimas: Kai magnetinio lauko linijos nutrūksta ir vėl susijungia, išlaisvindamos energiją, kuri gali pagreitinti daleles.
Vaikai klausia
Ar planetos be magnetinių laukų gali turėti pašvaistes?
Taip, bet jos kitokios. Dalelės vis tiek gali atsitrenkti į atmosferą ir sukelti šviesą, bet be magnetinio lauko vaizdas yra labiau išplitęs.
Kodėl pašvaistės yra skirtingų spalvų?
Skirtingos dujos, atsitrenkusios į daleles, švyti skirtingomis spalvomis. Deguonis ir vandenilis sukuria ypač ryškias spalvas.
Ar mėnuliai veikia planetų pašvaistes?
Taip. Mėnuliai, iš kurių nuteka dujos arba plazma, gali pridėti dalelių į planetos magnetosferą ir pakeisti pašvaisčių stiprumą.
Ar egzoplanetose galime matyti pašvaistes?
Kol kas negalime jų matyti tiesiogiai, bet mokslininkai ieško pašvaisčių šviesos požymių teleskopais ir modeliais .