Magnetopausa: differenze tra le versioni

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[[File:Magnetosphere Levels.svg|Zona della magnetosfera (2). La magnetopausa è (3)|thumb|upright=1.6]]

{{stub}}

La '''magnetopausa''' è una superficie che racchiude al suo interno la [[magnetosfera]] e la separa, in prima approssimazione, dal [[vento solare]].

== Magnetopausa ==

Per magnetopausa si intende il limite estremo della [[magnetosfera]]. Può variare da un minimo di 40.000 [[km]] dal centro della terra fino ad un massimo di 90.000 km. Questa variazione dipende dall'intensità del [[vento solare]], le cui particelle ad alta velocità colpiscono e deformano il [[campo magnetico]] terrestre.

== Onda d'urto stazionaria, regione di transizione e forma della magnetopausa ==

Prima di raggiungere la magnetopausa, il vento solare è decelerato, compresso e riscaldato attraverso un'[[Bow shock|onda d'urto stazionaria]]<ref>{{cita testo|cognome1=Sparavigna|nome1=A.C.|cognome2=Marazzato|nome2=R.|titolo=Observing stellar bow shocks|data=10 maggio 2010}}</ref> dovuta al fatto che il vento solare fluisce con velocità supersonica rispetto alla Terra. La regione di transizione fra l'onda d'urto stazionaria e la magnetopausa è detta [[magnetoguaina]]; in essa il flusso del vento solare è caratterizzato dalla presenza di turbolenza MHD.

La forma della magnetopausa terrestre si può descrivere, in direzione del Sole, come una porzione di [[ellissoide]] di rotazione; tale forma si trasforma gradualmente in una superficie cilindrica man mano che ci si allontana dalla Terra in direzione opposta. La distanza dal centro della Terra dell'intersezione fra la magnetopausa e la linea ideale che congiunge il centro della Terra e quello del Sole può variare fra circa {{formatnum:40000}} e {{formatnum:100000}} [[Chilometro|km]]. Tale distanza dipende dalla pressione dinamica esercitata dal vento solare sul [[campo magnetico]] terrestre: aumentando tale pressione, essa decresce e la magnetosfera viene compressa; diminuendo tale pressione, essa cresce e la magnetosfera si espande.

Nella realtà, la magnetopausa non è una semplice superficie di separazione, ma ha uno spessore finito.

La maggior parte delle particelle del vento solare fluiscono intorno alla magnetopausa come le particelle di un fluido intorno a un ostacolo; tuttavia, il vento solare può penetrare in parte attraverso di essa nella magnetosfera.

Nella Terra, e in tutti gli altri pianeti in possesso di campi magnetici, il plasma che riesce a entrare viene imprigionato all'interno della magnetosfera; nella Terra esso va a formare una cintura di radiazioni ([[fasce di Van Allen]]).

== Calcolo della posizione della magnetopausa ==

Per calcolare la distanza dal centro della Terra del punto sub-solare della magnetopausa, cioè dell'intersezione fra essa e la linea ideale che congiunge il centro della Terra con il centro del Sole, si eguaglia la pressione del vento solare alla pressione magnetica dovuta al [[Campo geomagnetico|campo magnetico terrestre]].

:<math>(\rho v^2)_{sw}\approx ( \frac{4 B(r)^2}{2\mu_0})_m</math>

'''p''' e '''v''' sono la densità e la velocità del vento solare

B(r) è la forza del campo magnetico del pianeta nel sistema internazionale di misura (''B'' in [[Tesla (unità di misura)|T]], [[Permeabilità magnetica|μ₀]] in [[Henry (unità di misura)|H]]/[[Metro|m]]). Siccome la forza del ''campo magnetico'' del [[dipolo magnetico|dipolo]] varia con la distanza come <math>1/r^3</math>, la forza del campo magnetico può essere scritta: <math>B(r)=B_0/r^3</math>.

:<math>\rho v^2\approx \frac{2 B_0^2}{r^6 \mu_0}</math>.

risolvendo l'equazione per '''r''' che si posiziona a una certa distanza:

:<math>r\approx \sqrt[6]{\frac{2 B_0^2}{\mu_0 \rho v^2}}</math>

La ragione del fattore 4 è perché la forza del ''campo magnetico'' all'interno della ''magnetopausa'' risulta due volte un dipolo valutato considerando la ''magnetopausa'' come un [[diodo planare]].

La distanza della Terra dalla magnetopausa varia nel tempo a causa dell'attività solare; ma la tipica distanza è compresa tra 6 - 15 R<math>_{\oplus}</math>. Modelli empirici<ref>{{Cita pubblicazione|cognome1= Roelof |nome1=E. |cognome2= Sibeck |nome2=D. |anno=1993 |titolo=Magnetopause shape as a bivariate function of interplanetary magnetic field Bz and solar wind Dynamic pressure |rivista=J. Geophys. Res. | volume = 98 | numero = A12|p=A12 | doi = 10.1029/93JA02362 | bibcode=1993JGR....9821421R}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|cognome1= Shue |nome1=H. |cognome2= Chao |nome2=J. |cognome3= Fu |nome3=H. |cognome4= Russell |nome4=C. |cognome5= Song |nome5=P. |cognome6= Khurana |nome6=K. |cognome7= Singer |nome7=H. |anno=1997 |titolo=A new functional form to study the solar wind control of the magnetopause size and shape |rivista=J. Geophys. Res. | volume = 102 | numero = A5|p=A5 | doi = 10.1029/97JA00196 | bibcode=1997JGR...102.9497S}}</ref> che utilizzano i dati del [[vento solare]] possono fornire valori istantanei della posizione della magnetopausa.

Il confine nel quale il vento solare cade bruscamente interagendo con la magnetosfera ([[bow shock]]) si ferma a monte della magnetopausa; ciò serve a rallentare e deflettere il flusso del vento solare prima che tocchi la magnetopausa.<ref>Imke de Pater and Jack J. Lissauer: ''Planetary Sciences'', page 261. Cambridge University Press, 2001. {{ISBN|0-521-48219-4}}</ref> Il [[momento magnetico]] della Terra equivale a 7,906 x 10³¹ gauss m⁻³.

== Parametri degli altri pianeti ==

{| class="wikitable sortable"

|+Sistema solare<ref>{{Cita libro|titolo='Planetary Magnetospheres,' in The Encyclopedia of the Solar System|data=2006|editore=Academic Press|isbn=978-0-12-088589-3|autore=M. K. Kivelson|edizione=2nd|autore2=F. Bagenal|curatore=P. Weissman|curatore2=L.-A. McFadden|curatore3=T. Johnson|p=[https://archive.org/details/encyclopediaofso0000unse_u6d1/page/477 477]|url=https://archive.org/details/encyclopediaofso0000unse_u6d1/page/477}}</ref>

|-

! Pianeta!! Numero !! Momento magnetico<ref>Relativo al momento magnetico della Terra (7,906 x 10³¹ gauss m⁻³)</ref>!! Distanza magnetopausa<ref>Distanza tra magnetopausa e magnetosfera, misurata in diametri del pianeta corrispondente</ref>!! Grandezza osservata della magnetosfera<ref name="ReferenceA">In raggi del pianeta corrispondente</ref>|| Variazione della magnetosfera<ref name="ReferenceA"/>

|-

| [[Mercurio (astronomia)|Mercurio]] [[File:Mercury symbol.svg|25px|Mercury]] ||1||{{formatnum:0.0004}} || 1,5 || 1,4||0

|-

| [[Venere (astronomia)|Venere]] [[File:Venus symbol.svg|25px|Venus]]||2|| 0 || 0|| 0||0

|-

| [[Terra]] [[File:Earth symbol.svg|25px|Earth]]||3|| 1 || 10 || 10||2

|-

| [[Marte (astronomia)|Marte]] [[File:Mars symbol.svg|25px|Mars]]||4|| 0 || 0 || 0||0

|-

| [[Giove (astronomia)|Giove]] [[File:Jupiter symbol.svg|25px|Jupiter]] ||5|| {{formatnum:20000}} || 42 || 75||25

|-

| [[Saturno (astronomia)|Saturno]] [[File:Saturn symbol.svg|25px|Saturn]]||6|| 600 || 19|| 19||3

|-

| [[Urano (astronomia)|Urano]] [[File:Uranus symbol.svg|25px|Uranus]]||7|| 50 || 25 || 18||0

|-

| [[Nettuno (astronomia)|Nettuno]] [[File:Neptune symbol.svg|25px|Neptune]]||8|| 25 || 24 || 24,5||1,5

|}

Venere e Marte non hanno un campo magnetico planetario e conseguentemente non hanno una magnetopausa. Il [[vento solare]] interagisce direttamente con l'atmosfera del pianeta<ref>{{Cita libro|titolo=Venus and Mars: Atmospheres, Ionospheres and Solar Wind Interactions, Geophysical Monograph Series, Volume 66|anno=1992|url=https://archive.org/details/venusmarsatmosph0000luhm|data=1992|editore=Am. Geophys. Union|città=Washington, DC|isbn=978-0-87590-032-2|p=448|curatore1=J. Luhmann |curatore2=M. Tatrallyay |curatore3=R. Pepin }}</ref> e si crea una zona di vuoto dietro al pianeta. Anche nel caso della Luna (così come per gli altri corpi privi di campo magnetico o di atmosfera) il vento solare interagisce direttamente con la superficie del corpo celeste e si forma un vuoto dietro al corpo.

==Note==

<references/>

== Voci correlate ==

* [[Fasce di Van Allen]]

* [[Magnetosfera]]

* [[Onda d'urto (fluidodinamica)]]

* [[Eliosfera]]

* [[Sistema Solare]]

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

{{Portale|sistema solare}}

[[Categoria:Sole]]