Магнитосфера планеты Земля

Магнитное поле Земли имеет определенное давление, которое направлено наружу. Плазма, заполняющая магнитосферу планеты, также обладает давлением, зависящим от ее плотности, температуры и др.

Если бы вокруг Земли в межпланетном поле был вакуум, то ее магнитосфера распространялась бы бесконечно далеко. При этом напряженность магнитного поля, изменяясь обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли, уменьшалась бы и на бесконечном удалении становилась бы бесконечно малой.

Но магнитосфера планеты Земля окружена не вакуумом, она обдувается солнечным ветром. Давление его на магнитосферу зависит от скорости и от плотности частиц, переносимых им.

Достигая магнитосферы Земли, солнечный ветер давит на нее, но проникнуть внутрь высокопроводящей магнитосферы не может.

Магнитосфера планеты Земля с дневной стороны поджимается до тех пор, пока сила ее давления не уравновесится силой давления солнечного ветра.

Поскольку плотности и скорости частиц, выбрасываемых Солнцем, не одинаковы во времени, то и давление их на магнитосферу Земли в разное время различно. Это значит, что граница магнитосферы не остается на одном месте, а меняет свое положение в соответствии с динамическим равновесием всей системы солнечный ветер — магнитосфера планеты Земля.

В солнечном ветре имеются частицы, заряженные как положительно, так и отрицательно. Оказывается, в магнитном поле Земли под действием силы Лоренца они сортируются. Электроны солнечного ветра будут обтекать магнитосферу Земли слева, а протоны — справа (слева находится утренняя сторона магнитосферы, а справа — вечерняя).

Электроны и протоны не могут проникнуть сколько-нибудь глубоко в магнитосферу и обтекают ее по пограничному слою. Пока электроны и протоны двигались вместе в солнечном ветре, общий их электрический заряд был равен нулю, и это движение не представляло собой электрического тока.

Но после того как магнитное поле Земли разделило электроны и протоны, направив их по разным путям, их движение на границе магнитосферы стало электрическим током, направленным с утренней стороны через подсолнечную точку на вечернюю сторону.

Частицы солнечного ветра проникнуть внутрь магнитосферы поперек ее силовых линий не могут, но она, тем не менее, заполнена собственными заряженными частицами разных знаков и энергий.

Поскольку на пограничном магнитосферном слое утренней стороны имеются отрицательные частицы, то к ним из слоев магнитосферы, которые ближе к границе, будут тянуться положительные частицы. В результате на утренней стороне внутри магнитосферы собираются протоны. Подобным образом внутри магнитосферы на вечерней стороне скапливаются электроны.

Иначе говоря, электрический слой на границе магнитосферы вызывает поляризацию внутри ее. Значит, внутри магнитосферы должно возникнуть электрическое поле, направленное с утренней стороны на вечернюю. Но реальная картина электрических полей и токов значительно сложнее.