Rekoneksja magnetyczna - Polski Serwis Naukowy

Rekoneksja magnetyczna – zjawisko szybkiej zmiany układu linii pola magnetycznego w poruszającym się płynie przewodzącym prąd elektryczny. Podczas rekoneksji w jej centrum dochodzi do bardzo silnego rozgrzania przewodzącego płynu w wyniku anihilacji pola magnetycznego.

Zjawisko to jest przyczyną wyrzutów koronalnych na Słońcu, rozbłysków słonecznych i powodowanych przez nie burz słonecznych. Powoduje impulsywne grzanie korony słonecznej. Zjawisko to zachodzi również w odsłonecznej części ziemskiej magnetosfery, powodując ruch plazmy w kierunku jonosfery i zjawisko zorzy polarnej.

Magnetosfera – obszar wokół ciała niebieskiego, w którym ruchy i zjawiska dotyczące naładowanych cząstek są zdominowane przez pole magnetyczne danego obiektu. W Układzie Słonecznym następujące ciała niebieskie posiadają magnetosferę: Ziemia, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun oraz Merkury. Mars posiada niejednolicie namagnesowaną powierzchnię. Pojęcie to jest również stosowane jako określenie obszaru zdominowanego przez oddziaływanie pola magnetycznego, pochodzącego od obiektów astronomicznych jak np. magnetosfera pulsara.

Korona jest najbardziej zewnętrzną częścią atmosfery słonecznej, rozciągającą się miliony kilometrów od Słońca, widzianą najlepiej podczas całkowitego zaćmienia Słońca.

Fizyka zjawiska

Ruch linii pola magnetycznego. Żółte strzałki - ruch plazmy

Jednym z rodzajów rekoneksji jest rekoneksja rozłączna. Przykładowo pole magnetyczne w warkoczu magnetosfery ziemskiej ma bardzo małą składową równoległą do osi dipola ziemskiego. Przejście fali uderzeniowej z rozbłysku słonecznego, propagującej się w wietrze słonecznym, może spowodować powstanie punktu neutralnego, jeżeli tylko zwrot wektora indukcji w fali uderzeniowej jest przeciwny niż zwrot wektora indukcji w warkoczu magnetosfery. Ruch plazmy określony jest przez przebieg linii pola magnetycznego. Po wytworzeniu się punktu neutralnego sprężystość linii pola magnetycznego powoduje wymuszenie ruchu plazmy magnetosferycznej, znajdującej się między punktem neutralnym a Ziemią, w kierunku jonosfery.

Efekt Halla to zjawisko fizyczne, odkryte w 1879 roku przez Edwina H. Halla (wówczas doktoranta). Polega on na wystąpieniu różnicy potencjałów w przewodniku, w którym płynie prąd elektryczny, gdy przewodnik znajduje się w poprzecznym do płynącego prądu polu magnetycznym. Napięcie to, zwane napięciem Halla, pojawia się między płaszczyznami ograniczającymi przewodnik prostopadle do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek prądu i wektor indukcji pola magnetycznego. Jest ono spowodowane działaniem siły Lorentza na ładunki poruszające się w polu magnetycznym.

Pole wmrożone – pojęcie używane w fizyce plazmy, szczególnie w astrofizyce, opisujące zjawisko polegające na tym, że jeżeli w plazmie istnieje pole magnetyczne a plazma porusza się, to pole magnetyczne porusza się razem z plazmą.

Pole magnetyczne przemieszcza się wraz z plazmą (wmrożenie pola w plazmę). Energia pola magnetycznego może być zamieniana na ruch plazmoidu i energię termiczną plazmy uwolnionej od pola magnetycznego i wyświecana w rożnych zakresach widma.

Ponieważ zanik linii pola o przeciwnych zwrotach można interpretować jako zmianę strumienia magnetycznego, energia pola powinna być zamieniana na energię indukowanych pól elektrycznych. Duże zmiany pola magnetycznego w małym obszarze powodują powstanie dużych różnic potencjału elektrycznego,a te wywołują prądy elektryczne o bardzo dużym natężeniu, które rozgrzewają plazmę do bardzo wysokich temperatur. Istnieje klasa modeli rozbłysków słonecznych jako kaskad prądowych, ale jest również inny model, w którym prawie cała energia pola magnetycznego jest unoszona przez plazmoidy, a jeden może być obserwowany jako CME.

Słońce (łac. Sol) – gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi.

Zjawisko, fenomen (gr. phainomenon obserwowany) – pojęcie filozoficzne oznaczające to, co dane jest w poznaniu zmysłowym, a więc obrazy, dźwięki, zapachy, smaki itd.

W obszarze anihilacji pola magnetycznego uwolniona plazma, niepodlegająca już wpływowi pola magnetycznego, ulega termalizacji jako gaz w polu, dużo mniej intensywnego, średniego pola słonecznego.

Historia

Na możliwość grzania gazu w wyniku przebudowy pola magnetycznego (rekoneksji) zwrócił uwagę w 1956 roku Peter Alan Sweet. Na tej podstawie Eugene N. Parker stosując zasady magnetohydrodynamiki opracował model matematyczny zjawiska, określany dziś jako rekoneksja magnetyczna Sweeta-Parkera. Wyniki uzyskiwane w tym modelu ze standardowych równań magnetohydrodynamiki dają znacznie wolniejszy przebieg zjawiska od obserwowanego na Słońcu, dlatego model ten nazywa się rekoneksją wolną. W roku 1963 Harry E. Petschek zauważył, że w pewnych warunkach uwzględnienie w modelu matematycznym efektu Halla oraz innych efektów nieliniowych zjawisk sprawia, że zjawisko w modelu przebiega szybciej i przynosi wyniki bardziej zbliżone do obserwowanych. Ten model nazywany jest rekoneksją szybką lub modelem Petscheka.

Magnetohydrodynamika (MHD) lub hydromagnetyka, magnetogazodynamika, magnetoplazmodynamika - akademicka dyscyplina dział mechaniki płynów zajmujący się zagadnieniami związanymi z ruchem płynów przewodzących prąd elektryczny w polu elektromagnetycznym. Szczególnym zainteresowaniem MHD jest oddziaływanie ośrodka i pola magnetycznego.

Pole magnetyczne — stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego lub obu.

Zobacz też

Flux Transfer Event - krótkotrwałe połączenie pól magnetycznych Ziemi i Słońca