Physics / Astronomy / Earth
Aurora (magnetosfera)
Una particella carica su una vera linea di campo dipolare: o viene riflessa prima di raggiungere l'atmosfera, o precipita - lo decide interamente il suo angolo di pitch.
Cosa succede
Il campo magnetico di un pianeta è (in buona approssimazione) un semplice dipolo: la stessa forma di quello di una calamita a barra, solo enorme. Una particella carica intrappolata su una linea di campo vi si avvolge a spirale e, mentre il campo si rinforza verso i poli, la stessa legge di conservazione che accelera la piroetta di una pattinatrice che raccoglie le braccia costringe ad accelerare anche la rotazione della particella attorno alla linea; e poiché la sua velocità totale non cambia mai, il suo moto LUNGO la linea deve rallentare altrettanto. Lanciata soprattutto di traverso al campo (angolo di pitch grande), si ferma e torna indietro molto prima di raggiungere l'atmosfera: uno specchio magnetico. Lanciata soprattutto lungo il campo (angolo di pitch piccolo), non c'è abbastanza moto trasversale da convertire e cavalca la linea di campo dritta fin dentro l'atmosfera: la precipitazione, ed è letteralmente ciò che disegna l'aurora in un anello attorno a ciascun polo.
Equazioni del modulo
Equazioni μ = v_perp²/B (primo invariante adiabatico) specchio dove B = B₀ / sin² α₀ dipolo: B ∝ √(1 + 3 sin² λ) / r³; cono di perdita → aurora cono di perdita all'equatore del guscio L: sin²α_lc = 1/L³ / √(4 − 3/L): 16.3° a L = 2, 8.4° a L = 3, 5.3° a L = 4; lanciato su 2°…88°, la quota interna è (α_lc − 2)/86: 7.5 % su L = 3 l'ovale aurorale: posizioni di impatto delle particelle raggruppate in una griglia di 64 × 32 sulla sfera, sfumando con τ = 12 s; verde 557.7 nm a bassa quota, rosso 630.0 nm ad alta quota, dalla stessa mappa
