Physics / Astronomy / Earth
Полярне сяйво (магнітосфера)
Заряджена частинка на справжній дипольній силовій лінії: вона або відбивається, не дійшовши до атмосфери, або висипається - вирішує цілком її пітч-кут.
Що відбувається
Магнітне поле планети - з доброю точністю звичайний диполь, тієї самої форми, що й у смугового магніту, лише величезний. Заряджена частинка, захоплена на силову лінію, в’ється вздовж неї по спіралі, і в міру посилення поля до полюсів той самий закон збереження, який розганяє пірует фігуристки, що притиснула руки, змушує пришвидшуватися й обертання частинки навколо силової лінії - а що її повна швидкість не змінюється ніколи, рух УЗДОВЖ лінії мусить на стільки ж уповільнитися. Запущена переважно впоперек поля (великий пітч-кут), вона зупиняється й розвертається задовго до атмосфери - магнітне дзеркало. Запущена переважно вздовж поля (малий пітч-кут), вона не має досить поперечного руху для перетворення і їде по силовій лінії просто вниз, в атмосферу, - це висипання, і саме воно буквально стягує сяйво в кільце навколо кожного полюса.
Рівняння модуля
Рівняння μ = v_perp² / B (перший адіабатичний інваріант) дзеркало, де B = B₀ / sin² α₀ диполь: B ∝ √(1 + 3 sin² λ) / r³; конус втрати → полярне сяйво Конус втрат на екваторі оболонки L: sin²α_lc = 1/L³ / √(4 − 3/L): 16.3° при L = 2, 8.4° при L = 3, 5.3° при L = 4; запуск під кутами 2°…88°, частка всередині конуса (α_lc − 2)/86: 7.5 % при L = 3 полярний овал: місця зіткнення частинок, згруповані у ґратці 64 × 32 на сфері, згасання з τ = 12 s; зелений 557.7 nm на малій висоті, червоний 630.0 nm на великій висоті, з тієї ж карти
