Planetare Magnetosphären

Planetare Magnetosphären
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Übersicht:
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die Planeten,
Topologie der Magnetophären,
Planeten ohne Magnetfeld,
Vergleich der Magnetosphären
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Voraussetzungen:
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21.05.2005
Größe,
Upstream-Wellen,
Plasmaquellen,
Strahlungsgürtel.
terrestrische Magnetosphäre.
Space Physics SS 2005 - Kap. 9: Planetare Magnetosphären
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Übersicht Planeten
Erdähnliche Planeten:
feste Planetenkörper,
kaum Monde,
geometrisch klein
äußere Planeten:
Gasriesen,
flüssige metallische Kerne (?),
Ringsysteme,
viele Monde,
Rotationsperioden gering
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Merkur
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kleine Magnetosphäre:
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Magnetopause kann vollständig hinter dem
Planeten liegen,
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geringes magnetisches Moment (langsame
Rotation),
hohen Sonnenwinddruck,
Teilsturmphänomene im Schweif.
keine stabilen Strahlungsgürtel,
WeWi Sonnenwind mit Planetenoberfläche.
Plasmapopulationen (H, He, O, Na, K)
durch harte elektromagnetische Strahlung
und Sonnenwind.
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Jupiter
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größtes Objekt im Sosys:
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hohes magnetisches Moment,
Zentrifugalkräfte auf Grund
schneller Rotation,
radialer Plasmastrom,
flache Magnetosphäre,
innerhalb 15Rj Dipol.
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Simpson and McKibben, 1976, in
Jupiter, Univ. Arizona Press
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Jupiter: Plasmen
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Plasmastrom:
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Neubauer, 1991, in Plasmaphysik im
Sonnensystem, BI
Io seismisch aktiv, daher
Plasmaquelle
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radialer auswärts in der
Äquatoreben,
Strom erlaubt Korotation des
Plasmas,
Stromsystem geschlossen
durch Dynamoregion.
Io Torus,
feldparallele Plasmaströme
erzeugen Polarlichter.
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Saturn
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symmetrische Magnetosphäre, da
Rotations- und Dipolachse parallel.
korotierende äußere
Magneotsphäre.
minimale Strahlungsgürtel,
Intensitäten durch Absorption an
den Monden und im Ringsystem
reduziert.
Bryant, 1993, in Plasma Physics, Cambridge Univ. Press
Neben Plasmen auch Staub
(Ringe).
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Uranus
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Rotationsachse nahezu in der Ebene
der Ekliptik.
Dipolachse nahezu senkrecht zur Ebene
der Ekliptik:
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Strahlungsgürtel:
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Umpolung?
ungewöhnliche Lage der Dynamoregion
innerhalb des Planeten?
niedrige Energien,
Intensitäten durch Mond reduziert.
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Neptun
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Dynamoregion gegen Drehachse versetzt.
Wechsel zwischen erdähnlicher und pole-on
Magnetosphäre.
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Strahlungsgürtel innerhalb der Triton-Bahn.
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kaum Aktivität.
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Venus
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kein planetares Magnetfeld.
interplanetares Magnetfeld aus der Ionosphäre
ausgefroren:
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Magnetopause
Magnetosheath
Bowshock.
Stromsystem ähnlich dem im Schweif der
Erdmagnetosphäre.
keine magnetische Aktivität.
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Encrenaz and Bibring, 1990, The solar system,
Springer
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Planetare Magnetfelder
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Dipolmoment korreliert mit Rotationsgeschwindigkeit
(Ausnahmen Mars, etwas Uranus),
Erde hat das zweitgrößte äquatoriale Magnetfeld,
Standoff-Abstände aus Modell und Beobachtung in guter
Übereinstimmung.
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Relative Größen
Russell and Walker, 1995, in Introduction to Space Physics, Cambridge Univ. Press
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Upstream-Wellen
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vor allen Planeten Foreshocks,
Details hängen vom Winkel
zwischen interplanetarem Feld,
anströmendem Sonnenwind
und planetarem Feld ab.
Frequenz der selbsterzeugten
Wellen korreliert mit
Magnetfeldstärke
(entsprechend Theorie).
Russell et al., 1990, J. Geophys. Res. 95, 2273
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Strahlungsgürtel (Protonen)
Russell and Walker, 1995, in Introduction to Space Physics, Cambridge Univ. Press
21.05.2005
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Strahlungsgürtel (Elektronen)
21.05.2005
Russell and Walker, 1995, in Introduction to Space Physics, Cambridge Univ. Press
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