Physics / Astronomy / Earth
Aurora (magnetosfera)
Una partícula cargada sobre una línea de campo dipolar real: o se refleja antes de alcanzar la atmósfera, o precipita; lo decide por completo su ángulo de paso.
Qué ocurre
El campo magnético de un planeta es (en buena aproximación) un simple dipolo: la misma forma que el de un imán de barra, solo que enorme. Una partícula cargada atrapada en una línea de campo describe una espiral a lo largo de ella y, a medida que el campo se refuerza hacia los polos, la misma ley de conservación que acelera la pirueta de una patinadora al recoger los brazos obliga también al giro de la partícula alrededor de la línea a acelerarse; y como su rapidez total nunca cambia, su movimiento A LO LARGO de la línea tiene que frenarse. Lanzada sobre todo de través al campo (ángulo de paso grande), se detiene y se invierte mucho antes de llegar a la atmósfera: un espejo magnético. Lanzada sobre todo a lo largo del campo (ángulo de paso pequeño), no hay bastante movimiento transversal que convertir y cabalga la línea de campo directamente hasta la atmósfera: precipitación, y esto es literalmente lo que dibuja la aurora en un anillo alrededor de cada polo.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones μ = v_perp²/B (primer invariante adiabático) espejo donde B = B₀ / sin² α₀ dipolo: B ∝ √(1 + 3 sin² λ) / r³; cono de pérdida → aurora cono de pérdida en el ecuador de la capa L: sin²α_lc = 1/L³ / √(4 − 3/L): 16.3° en L = 2, 8.4° en L = 3, 5.3° en L = 4; lanzado sobre 2°…88°, la acción interna es (α_lc − 2)/86: 7.5 % en L = 3 el óvalo auroral: posiciones de impacto de partículas agrupadas en una cuadrícula de 64 × 32 en la esfera, desvaneciéndose con τ = 12 s; verde 557.7 nm a baja altitud, rojo 630.0 nm a alta altitud, del mismo mapa
