MAGNETOSFERA DA TERRA: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, GASES - FISICA - 2025

A magnetosfera da Terra é o envelope magnético do planeta contra a corrente de partículas carregadas que o Sol emite continuamente. É causado pela interação entre seu próprio campo magnético e o vento solar.

Não é uma propriedade única da Terra, uma vez que existem muitos outros planetas no sistema solar que têm seu próprio campo magnético, como: Júpiter, Mercúrio, Netuno, Saturno ou Urano.

Figura 1. A magnetosfera terrestre e sua interação com o vento solar. Fonte: Wikimedia Commons.

Este fluxo de matéria que flui das camadas externas de nossa estrela, o faz na forma de matéria rarefeita, chamada plasma. Este é considerado o quarto estado da matéria, semelhante ao estado gasoso, mas em que altas temperaturas fornecem carga elétrica às partículas. Consiste principalmente em prótons e elétrons livres.

A coroa solar emite essas partículas com tanta energia que podem escapar da gravidade, em um fluxo contínuo. É o chamado vento solar, que possui seu próprio campo magnético. Sua influência se estende por todo o Sistema Solar.

Graças à interação entre o vento solar e o campo geomagnético, forma-se uma zona de transição que envolve a magnetosfera terrestre.

O vento solar, de alta condutividade elétrica, é responsável por distorcer o campo magnético da Terra e comprimi-lo no lado voltado para o Sol. Este lado é chamado de lado do dia. No lado oposto, ou lado noturno, o campo se afasta do Sol e suas linhas se estendem, formando uma espécie de cauda.

Caracteristicas

- As áreas de influência magnética

O vento solar modifica as linhas do campo magnético da Terra. Se não fosse por ele, as linhas seriam expandidas ao infinito, como se fosse uma barra magnética. A interação entre o vento solar e o campo magnético da Terra dá origem a três regiões:

1) Zona interplanetária, onde a influência do campo magnético terrestre não é perceptível.

2) Magnetofunda ou magnetoenvelope, sendo a área onde ocorre a interação entre o campo terrestre e o vento solar.

3) Magnetosfera, é a região do espaço que contém o campo magnético da Terra.

A tampa do magneto é limitada por duas superfícies muito importantes: a magnetopausa e a frente de choque.

Figura 2. Estrutura da magnetosfera. Fonte: Wikimedia Commons.

A magnetopausa é a superfície limite da magnetosfera, aproximadamente 10 raios terrestres no lado diurno, mas pode ser ainda mais comprimida, especialmente quando grandes quantidades de massa são derramadas da coroa solar.

Por sua vez, a frente de choque ou arco de choque é a superfície que separa a bainha do magneto da zona interplanetária. É nessa borda que a pressão magnética começa a desacelerar as partículas do vento solar.

- O interior da magnetosfera

No diagrama da figura 2, na magnetosfera ou cavidade que contém o campo magnético da Terra, áreas bem diferenciadas são distinguidas:

- Plasmasphere

- Folha de plasma

- cola magnética ou cola magnética

- ponto neutro

Esfera de plasma

A plasmasfera é uma área formada por um plasma de partículas da ionosfera. Partículas vindas diretamente da coroa solar que conseguiram entrar furtivamente também param por aí.

Todos eles formam um plasma não tão energético quanto o vento solar.

Esta região começa 60 km acima da superfície da Terra e se estende até 3 ou 4 vezes o raio da Terra, incluindo a ionosfera. A plasmasfera gira ao lado da Terra e se sobrepõe parcialmente aos famosos cinturões de radiação de Van Allen.

Cola magneto e folha de plasma

A mudança de direção do campo terrestre devido ao vento solar, dá origem à cauda magnética, e também uma zona confinada entre linhas de campo magnético com direções opostas: a lâmina de plasma, também conhecida como lâmina de corrente, de vários raios terrestres de espessura.

Ponto neutro

Finalmente, o ponto neutro é um local onde a intensidade da força magnética é completamente cancelada. Um deles é mostrado na figura 2, mas existem mais.

Entre o dia e a noite a parte da magnetopausa ocorre uma descontinuidade, chamada cúspide, onde as linhas de força magnética convergem para os pólos.

É a causa das luzes do norte, já que as partículas do vento solar giram em espiral seguindo as linhas magnéticas. Assim, conseguem atingir a alta atmosfera dos pólos, ionizando o ar e formando plasmas que emitem raios-X e luzes de cores vivas.

Gases

A magnetosfera contém quantidades apreciáveis ​​de plasma: um gás ionizado de baixa densidade composto de íons positivos e elétrons negativos, em proporções tais que o todo é quase neutro.

A densidade do plasma é altamente variável, variando de 1 a 4000 partículas por centímetro cúbico, dependendo da área.

Os gases que dão origem ao plasma da magnetosfera vêm de duas fontes: o vento solar e a ionosfera terrestre. Esses gases formam um plasma na magnetosfera composto de:

- Elétrons

- Prótons e 4% de

- Partículas alfa (íons de hélio)

Correntes elétricas complexas são criadas dentro desses gases. A intensidade da corrente de plasma na magnetosfera é de aproximadamente 2 x 10 ²⁶ íons por segundo.

Da mesma forma, é uma estrutura altamente dinâmica. Por exemplo, dentro da plasmasfera, a meia-vida do plasma é de vários dias e seu movimento é principalmente rotacional.

Em contraste, em regiões mais externas da lâmina de plasma, a meia-vida é de horas e seu movimento depende do vento solar.

Os gases do vento solar

O vento solar vem da coroa solar, a camada externa de nossa estrela, que está a uma temperatura de alguns milhões de Kelvin. Jatos de íons e elétrons saem de lá e se espalham pelo espaço a uma taxa de 10 ⁹ kg / s ou 10 ³⁶ partículas por segundo.

Os gases muito quentes que vêm do vento solar são reconhecidos por seu conteúdo de íons de hidrogênio e hélio. Uma parte consegue entrar na magnetosfera através da magnetopausa, através de um fenômeno chamado reconexão magnética.

O vento solar constitui uma fonte de perda de matéria e momento angular do Sol, o que faz parte de sua evolução como estrela.

Gases da ionosfera

A principal fonte de plasma na magnetosfera é a ionosfera. Lá, os gases predominantes são o oxigênio e o hidrogênio que vêm da atmosfera terrestre.

Na ionosfera, eles passam por um processo de ionização devido à radiação ultravioleta e outras radiações de alta energia, principalmente do sol.

O plasma da ionosfera é mais frio que o do vento solar, porém uma pequena fração de suas partículas rápidas é capaz de superar a gravidade e o campo magnético, além de entrar na magnetosfera.

Referências

1. Biblioteca Digital ILCE. O Sol e a Terra. Um relacionamento tempestuoso. Recuperado de: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. PANELA. A cauda da magnetosfera. Recuperado de: spof.gsfc.nasa.gov.
3. PANELA. A magnetopausa. Obtido em: spof.gsfc.nasa.gov.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Editorial Reverté.
5. Wikipedia. Magnetosfera. Recuperado de: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Vento solar. Recuperado de: es.wikipedia.org.