Astronomiya

Sabit bir maqnit sahəsinə sahib olmaq üçün bir ay nə qədər kütləvi olmalıdır?

Sabit bir maqnit sahəsinə sahib olmaq üçün bir ay nə qədər kütləvi olmalıdır?

Bədənin həyat üçün əlverişli bir maqnit sahəsi yaratmaq üçün güclü, sabit bir dinamoya sahib olması üçün lazım olan minimum kütlə və ya digər minimum xüsusiyyətlər varmı?

Məsələn, fərqli nüvəli xüsusiyyətlərə sahib olsaydı, Titanın maqnit sahəsinə sahib olması mümkün ola bilərmi?


Ay planetimizdən iki dəfə çox ağırlığında olsaydı da, 27 günlük bir fırlanma verildikdə, kütlə, fırlanma sürəti və elektromaqnit tərkibləri ilə mütənasib olan böyük bir geodinamoya sahib olmazdı.

Daha yüksək fırlanma sürətinə və özündə çox dəmirə sahib olmalıdır. Ayın fırlanması təxminən sıfıra bərabərdir və ya 24 saatımızla müqayisədə hər 27 gündə bir dəfə.

2010-cu ildə, müasir emal metodlarından istifadə edərək köhnə Apollo seysmik məlumatlarının müasir emal metodlarından istifadə edərək yenidən təhlili aparılaraq Ayın radiusu 330 ± 20 km olan dəmirlə zəngin bir nüvəyə sahib olduğu təsdiqləndi ... Eyni təhlil, möhkəm daxili nüvənin təmiz dəmirdən olduğunu təsbit etdi. radiusu 240 ± 10 km-dir.

Beləliklə, ayın dəmir nüvəsi yerin nüvəsindəki 818 = 0.0071-ə bölünəndə təxminən 5.79 ağırlığında.

Dəmir 140 dəfə az çəkirsə, tutaq ki, qeyri-müəyyən dərəcədə müqayisə edilə bilən maqnetikliyə nail olmaq üçün ay planetimizdən 140 dəfə daha sürətli fırlanmalı idi.

Bir ay günü cəmi 10 dəqiqə 14 saniyə olsaydı, planetimiz daxili nüvə super fırlanmasını davam etdirərkən xarici qabığını yavaşlatardı və maqnitosferin nəticələnən xüsusiyyətlərini tapmaq üçün dəyərləri bir geodinamik modelə qoya bilərsiniz.


Alimlər (və fantastika müəllifləri) Günəş sistemimizdəki böyük ayların səthləri və ya səthləri altındakı həyatın və ya digər ulduz sistemlərindəki böyük ekzoplanetlərin böyük ekzomonları barədə fərziyyələr söylədilər.

Maqnit sahələri ola bilən ayların mümkün xüsusiyyətlərinə dair hər hansı bir məhdudiyyət tapmaq üçün yaxşı bir yer, ekzomonlardakı həyat imkanlarının elmi bir müzakirəsidir.

Məsələn, Rene Heller və Roy Barnes tərəfindən "İşıqlandırma və Gelgitin İstiləşməsi ilə məhdudlaşan Exomoon Habitability", Astrobiologiya, 2013.

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1209/1209.5323.pdf [1]

Bölüm 2. Exomoonların yaşayış qabiliyyəti, ekzomun uyğunlaşması üçün lazım olan keyfiyyətləri, o cümlədən kütlələri müzakirə edirlər.

Milyard illik zaman ölçüsü üzərində maqnit qalxan sürmək üçün minimum ekzomoon kütləsi tələb olunur (xanım ≳ 0.1M⊕, Tachinami və s. 2011); əsaslı, uzunömürlü bir atmosferi davam etdirmək (Ms ≳ 0.12M⊕, Williams et al. 1997; Kaltenegger 2000); və plitə tektonikasını qorumaq və karbon-silikat dövrünü dəstəkləmək üçün lazım olan tektonik aktivliyi (Ms ≳ 0.23M⊕, Williams et al. 1997) idarə etmək. Mercury və Ganymede-də zəif daxili dinamolar aşkar edilmişdir (Kivelson və ark. 1996; Gurnett və ark. 1996), peyk kütlələrinin> 0.25M⊕-nin ekzomun uyğunlaşma mülahizələri üçün adekvat olacağını göstərir. Ancaq bu alt limit sabit bir rəqəm deyil. Radiogenik və gelgitici istiləşmə və bir ayın tərkibi və quruluşunun təsiri kimi digər enerji mənbələri sərhədimizi hər iki istiqamətdə dəyişdirə bilər. Kütlənin artması ayın içərisində yüksək təzyiqlərə gətirib çıxaran mantiya viskozitesini artıracaq və mantiya boyunca həm də nüvədə istilik ötürülməsini basdıracaq bir yuxarı kütlə həddi verilir. Kritik bir kütlənin üstündə dinamo güclü şəkildə bastırılır və maqnit sahəsi yaratmaq və ya plitə tektonikasını davam etdirmək üçün çox zəif olur. Bu maksimum kütlə 2M⊕ ətrafında yerləşdirilə bilər (Gaidos et al. 2010; Noack & Breuer 2011; Stamenković et al. 2011). Bu şərtləri yekunlaşdıraraq, təxminən Yer kütləsi aylarının yaşayış üçün uyğun olacağını gözləyirik və bu obyektlər yeni başlayan Kepler ilə Exomoons Hunt (HEK) layihəsi ilə aşkar edilə bilər (Kipping et al. 2012).

Bu kütlə məhdudiyyətlərinin mənbələri:

Tachinami, C., Senshu, H., Ida, S. 2011, ApJ, 726, 70

Williams, D. M., Kasting, J. F., Wade, R. A. 1997, Nature, 385, 234

Kaltenegger, L. 2000, ESA Xüsusi Nəşri, 462, 199

Gaidos, E., Conrad, C. P., Manga, M., Hernlund, J. 2010, ApJ, 718, 596

Noack, L., Breuer, D. 2011, EPSC-DPS Birgə Toplantısı 2011, http://meetings.copernicus.org/epsc-dps2011, 890

Stamenković, V., Breuer, D., Spohn, T. 2011, İkarus, 216, 572

Buna görə Heller və Barns yaşayış üçün uyğun bir planet və ya ay və ya başqa bir dünya üçün təqribən aşağı kütlə həddinin Yerin kütləsindən təxminən 0,25 dəfə çox olacağına inanırlar. Diqqət yetirin ki, kütləsi yalnız 0,12 Yer kütləsi olan bir dünya kifayət qədər uzun müddət əhəmiyyətli bir atmosfer saxlaya bilər.

Bu, Stephen H. Doleun təklif etdiyi 0.195 Earth kütləsindən bir qədər aşağı kütlədir İnsan üçün yaşayış planetlərGeoloji dövrlər üçün sıx bir atmosferi qorumaq üçün bir planet üçün mümkün olan ən aşağı kütlə kimi. Bu uyğunsuzluğun səbəblərini bilmirəm.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf [2]

Maqnetik sahə yaratmaq üçün mümkün olan ən aşağı kütlə dünyasına qayıdıb qeyd oluna bilər ki, Günəş sistemimizdə aşkar edilə bilən maqnit sahələrinə sahib olan ən kiçik dünyalar Merkür və Qanimeddir.

Merkuri planetinin cəmi 0,06 dünya kütləsi var, lakin ölçüsünə görə olduqca böyük bir dəmir nüvəsi var. Venera xaricindəki digər planetlərdən daha yavaş, 58.65 Dünya günü dövrü ilə fırlanır.

Mars planetinin 0,11 Earth kütləsi, Merkuri ilə müqayisədə iki qat çoxdur və Merkuri ilə müqayisədə daha sürətli fırlanır.

Mars 4 milyard il əvvəl maqnitosferini itirdi [175], çoxsaylı asteroid zərbələri səbəbindən [176], buna görə günəş küləyi birbaşa Mars ionosferi ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və atomları xarici təbəqədən təmizləyərək atmosfer sıxlığını azaldır.

https://en.wikipedia.org/wiki/Mars#Atmosphere [3]

Venera planetinin 0.72 Yer kütləsi, Merkuri kütləsindən təxminən 12 qat çox olduğu, lakin 243.02 Earth DAys çox daha uzun fırlanma dövrü var.

1967-ci ildə Venera 4, Veneranın maqnit sahəsini Yerdəkindən daha zəif tapdı. Bu maqnit sahəsi, Yerin nüvəsindəki kimi daxili dinamodan daha çox, ionosferlə Günəş küləyi arasındakı qarşılıqlı təsir nəticəsində əmələ gəlir. Veneranın kiçik induksiyalı maqnitosferi atmosferi kosmik şüalanmaya qarşı əhəmiyyətsiz dərəcədə qoruyur.

https://en.wikipedia.org/wiki/Venus#Magnetic_field_and_core [4]

Günəş sisteminin ən böyük ayı olan Ganymede, 0.025 Yer kütləsinə sahibdir və zəif bir maqnit sahəsinə sahibdir.

Callisto 0,018 Yer kütləsinə, Saturnun ən böyük ayı Titan isə 0,0225 Yer kütləsinə sahibdir. Onların aşkar edilə bilən maqnit sahələri yoxdur.

Maqnetik sahələrin olmaması, Ganymede ilə müqayisədə daha az kütlə ilə əlaqəli ola bilər. Hər üçü və onlardan daha yaxın orbitdə olan Yupiter və Saturnun bütün peykləri öz planetlərinə səliqəli şəkildə kilidləndiyindən, fırlanma dövrləri orbital dövrlərinə bərabərdir.

Beləliklə, Ganymede-nin fırlanma dövrü 7.154 Dünya günü, Titanın 15.945 Dünya günü, Callistonun 16.689 Dünya günüdür.

Beləliklə, Titan və Callisto-nun daha yavaş fırlanma dövrləri onların maqnit sahələrinin olmasına mane olur. Yupiterin bütün ayları Ganymede'dən daha yaxındır və bütün Saturn ayları Titandan daha yaxındır, fırlanma dövrləri 7.154 Dünya günündən daha qısadır, lakin ən kütləvi Io da yalnız 0.6 Ganymede kütləsinə sahibdir.

Əlbətdə bir dünyanın daxili tərkibi və digər amillər də onun maqnit sahəsinə sahib olub-olmamasına təsir edəcəkdir.

Bir ekzomonun kosmik şüalardan və ulduzun küləklərindən qorumaq üçün bir maqnit sahəsinə sahib olması və onu yaşaya bilməsi üçün bir exomoonun öz maqnit sahəsinə ehtiyac duymaması mümkündür. Planetinin maqnit sahəsi daxilində dövr edə bilər və planetin maqnit sahəsi ilə qorunur.

Belə bir ehtimal "Çevresel Yaşayış Edə bilən kənarın kənarındakı Exomoonların Maqnetik Qorunması" nda müzakirə olunur. Rene Heller & Joge Zuluaga.

https://www.researchgate.net/publication/256422936_Magnetic_shielding_of_exomoons_beyond_the_circumplanetary_habitable_edge [5]

Və ekzomonların potensial uyğunluğu ilə maraqlanan hər kəs cavabımı aşağıdakı ünvana yoxlamalıdır:

https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/198117/what-if-a-moon-orbits-far-away-and-extremely-fast/198135#198135 [6]


Ayın Qorunması Yerin Atmosferini Qoruması üçün Kritik Oldu

1990-cı illərin Galileo missiyasından iki görüntüdən ibarət olaraq burada göstərilən Yer və Ay uzun bir tarixə sahibdir. Milyardlarla il əvvəl maqnit sahələrini bir-birinə bağlamışdılar. Kredit: NASA / JPL / USGS

Yer və Ay bir vaxtlar Atmosferlərini qoruyaraq Maqnetik bir qalxan paylaşdılar

Dörd yarım milyard il əvvəl Yer səthi təhlükəli və isti bir qarışıqlıq idi. Həyatın ortaya çıxmasından çox əvvəl istiliklər isti idi və hava zəhərli idi. Üstəlik, sadəcə bir körpə kimi Günəş planetimizi şüalanma və tac kütləsi atma adlanan şiddətli radiasiya partlayışları ilə bombardman etdi. Günəş küləyi adlanan yüklü hissəciklərin axınları atmosferimizi təhdid etdi. Planetimiz, bir sözlə, yaşayış üçün əlçatmaz idi.

Ancaq qonşu bir qalxan planetimizin atmosferini qorumasına və nəticədə həyat və yaşayış şərtlərini inkişaf etdirməyə kömək etmiş ola bilər. Jurnalda NASA rəhbərliyindəki bir araşdırmada deyilir ki, bu qalxan Aydı Elm inkişafları.

Bu illüstrasiya Yerin bu gün yaratdığı maqnit sahə xətlərini göstərir. Ayda artıq maqnit sahəsi yoxdur. Kredit: NASA

NASA-nın baş alimi və yeni tədqiqatın aparıcı müəllifi Jim Green, "Ay, Yer kürəsi üçün atmosferi qoruyub saxlaya bilməsi üçün çox vacib olan Günəş küləyinə qarşı əhəmiyyətli bir qoruyucu baryer təqdim etdi" dedi. "NASA, Ay Cənubi Qütbünün kritik nümunələrini qaytaracaq olan Artemis proqramı vasitəsilə Aya astronavtlar göndərəndə bu tapıntıları izləməyi səbirsizliklə gözləyirik."

Ayın qısa tarixi

Aparıcı nəzəriyyələrə görə, planetimiz 100 milyon yaşından az olanda, Theia adlı bir Mars ölçüsündə bir cisim proto-Earth'ə çarpdıqda Ay 4,5 milyard il əvvəl meydana gəldi. Toqquşmadan sonra dağıntılar Aya birləşdi, digər qalıqlar isə yenidən Yer kürəsinə birləşdi. Cazibə qüvvəsi səbəbindən Ayın varlığı Yerin fırlanma oxunu sabitləşdirdi. O dövrdə planetimiz daha sürətlə fırlanırdı, bir gün cəmi 5 saat davam edirdi.

İlk günlərdə Ay da çox yaxın idi. Ayın cazibə qüvvəsi okeanlarımızı çəkdikdə, su bir qədər qızdırılır və bu enerji dağılır. Bu, Ayın ildə 1,5 düym nisbətində və ya iki qonşu hissənin eni ilə Yerdən uzaqlaşması ilə nəticələnir. Vaxt keçdikcə bu, həqiqətən artır. 4 milyard il əvvəl, Ay, indiki ilə müqayisədə üç qat daha yaxındı - indiki 238.000 mil ilə müqayisədə, təqribən 80.000 mil. Nə vaxtsa Ay da “nizamlı olaraq kilidləndi”, yəni Yer kürəsi yalnız bir tərəfini görür.

Ayın maqnit sahəsi olanda, bu təsvirdə göstərildiyi kimi daxil olan günəş küləyindən qorunmuş olardı. Kredit: NASA

Bir vaxtlar elm adamları Ayın bu qədər kiçik bir nüvəyə sahib olduğu üçün heç vaxt uzunmüddətli bir qlobal maqnit sahəsinə sahib olmadığını düşünürdülər. Maqnetik bir sahə elektrik yüklərinin qütblərdə Aya doğru əyilən görünməyən xətlər boyunca hərəkət etməsinə səbəb olur. Alimlər Arktika və Antarktika bölgələrində gözəl rəngli aurora yaradan Yerin maqnetik sahəsini çoxdan bilirlər.

Maqnetik bir sahə elektrik yüklərinin görünməyən xətləri boyunca hərəkət etməsinə səbəb olan bir qalxan rolunu oynayır. Alimlər Arktika və Antarktika bölgələrində gözəl rəngli auroralara səbəb olan Yerin maqnetik sahəsini çoxdan bilirlər. Maye dəmir və nikelin Yerin içərisindəki dərinliyi, hələ Yerin meydana gəlməsindən qalan istilik səbəbiylə axan, Yer kürəsini əhatə edən qoruyucu bir köpük olan maqnit sahələrini meydana gətirir.

Ancaq Apollon missiyalarından Ay səthinin nümunələri üzərində aparılan araşdırmalar sayəsində elm adamları Ayın da bir vaxtlar maqnitosferə sahib olduğunu başa düşdülər. On illərdir möhürlənmiş və son zamanlarda müasir texnologiya ilə təhlil edilmiş nümunələrdən dəlillər toplanmağa davam edir.

Torpaq kimi, Ayın əmələ gəlməsindən gələn istilik də ölçüsünə görə təxminən uzun müddət olmasa da dəmirin içərisində dərin axan olardı.

"Bu bir tort bişirməyə bənzəyir: Fırından çıxarırsınız və hələ də soyuyur" dedi Green. "Kütlə nə qədər böyükdürsə, soyumaq o qədər uzanır."

Maqnit qalxan

Yeni tədqiqat Yer və Ayın maqnit sahələrinin təxminən 4 milyard il əvvəl necə davrandığını simulyasiya edir. Alimlər maqnit sahələrinin davranışlarına öz orbitlərində iki mövqedə baxmaq üçün bir kompüter modeli yaratdılar.

Bu illüstrasiya, yeni araşdırmalara görə, Yerin və onun Ayının, milyardlarla il əvvəl bir-birinə bağlanan və atmosferlərini zərərli günəş hissəcikləri axınlarından qorumağa kömək edən maqnit sahələrinin necə olduğunu göstərir. Kredit: NASA

Alimlər yazır ki, müəyyən vaxtlarda Ayın maqnitosferi Yer-Ay sisteminə yağan sərt günəş radiasiyasına maneə ola bilərdi. Ona görə ki, modelə görə, Ayın və Yerin maqnitosferləri hər cismin qütb bölgələrində maqnitlə bağlanmış olardı. Yerin təkamülü üçün vacib olan yüksək enerjili günəş küləyi hissəcikləri birləşdirilmiş maqnit sahəsinə tamamilə nüfuz edə və atmosferi kənara çəkə bilmədi.

Ancaq bir az da atmosfer mübadiləsi var idi. Günəşdən gələn ultrabənövşəyi şüalar elektronları Yerin ən üst atmosferindəki neytral hissəciklərdən təmizləyər, bu hissəcikləri şarj edər və Ay maqnit sahəsi xətləri boyunca Aya getmələrini təmin edərdi. Bu, Ayın o dövrdə də nazik bir atmosfer saxlamasına kömək etmiş ola bilər. Ay qaya nümunələrində azot kəşfi, azotun üstünlük təşkil etdiyi Yer atmosferinin Ayın qədim atmosferinə və onun qabığına töhfə verdiyi fikrini dəstəkləyir.

Elm adamları hesab edirlər ki, bu paylaşılan maqnit sahə vəziyyəti, Yer və Ayın maqnitosferlərinin birləşməsi ilə 4.1 - 3.5 milyard il əvvəl davam edə bilərdi.

NASA-nın baş elmi işçisi və tədqiqat müəlliflərindən biri olan David Draper, "Ayın & # 8217s maqnit sahəsinin tarixini anlamaq bizə mümkün olan ilk atmosferləri deyil, ayın iç hissəsinin necə inkişaf etdiyini də anlamağa kömək edir" dedi. "Bu, Ayın nüvəsinin necə ola biləcəyini izah edir - ehtimal ki, tarixinin bir nöqtəsində həm maye, həm də bərk metalın birləşməsi - və bu, Ayın içəridə necə işləməsi üçün çox vacib bir tapmacadır. . ”

Vaxt keçdikcə Ayın içi soyuduqca ən yaxın qonşumuz maqnitosferini və nəticədə atmosferini itirdi. Sahə 3.2 milyard il əvvəl əhəmiyyətli dərəcədə azalmış və təxminən 1,5 milyard il əvvəl yoxa çıxmış olmalıdır. Maqnetik bir sahə olmadan günəş küləyi atmosferi soydu. Marsın atmosferini itirməsinin səbəbi də budur: Günəş radiasiyası onu soydu.

Ayımız kritik bir erkən dövrdə planetimizi zərərli radiasiyadan qoruyan bir rol oynamışsa, buna bənzər bir şəkildə, qalaktikadakı quru ekzoplanetləri ətrafında atmosferi saxlayan planetlərinə qoruyan və hətta yaşayış üçün töhfə verən digər aylar ola bilər. elm adamları şərtlər. Bu, astrobiologiya sahəsi üçün maraqlı olardı - həyatın mənşəyinin öyrənilməsi və Yer üzündən kənarda həyat axtarışı.

İnsan araşdırması bizə daha çox məlumat verə bilər

Bu modelləşdirmə işi Yer və Ayın qədim tarixlərinin Yerin ilk atmosferinin qorunmasına necə töhfə verdiyinə dair fikirləri təqdim edir. Gizli və mürəkkəb prosesləri tapmaq çətindir, lakin Ay səthindən yeni nümunələr sirlərə ipucları verəcəkdir.

NASA, Artemis proqramı vasitəsilə Ayda davamlı bir insan varlığı qurmağı planlaşdırdığından, bu fikirləri sınamaq üçün bir çox fürsət ola bilər. Astronavtlar Yer və Ayın maqnit sahələrinin ən güclü şəkildə bağlandığı Ay cənub qütbündən ilk nümunələri geri qaytardıqda, alimlər Yerin qədim atmosferinin kimyəvi imzalarını və təsir göstərən meteorlara təslim edilən su kimi uçucu maddələri axtara bilərlər. və asteroidlər. Elm adamları xüsusilə Ay qütbünün milyardlarla il ərzində heç bir günəş işığı görməyən bölgələri - “qalıcı olaraq kölgələnən bölgələr” ilə maraqlanırlar, çünki sərt günəş hissəcikləri uçucuları soymazdı.

Məsələn, azot və oksigen, maqnit sahə xətləri boyunca Yerdən Aya keçərək bu qayaların arasında sıxışmış ola bilər.

"Bu daimi olaraq kölgələnən bölgələrdən alınan əhəmiyyətli nümunələr, model fərziyyələrimizi sınayaraq, Yerdəki uçucuların bu erkən təkamülünü açmaq üçün kritik olacaq" dedi.

Referans: & # 8220Ayda maqnit atmosferi olduqda & James Green, David Draper, Scott Boardsen və Chuanfei Dong tərəfindən, 14 Oktyabr 2020, Elm inkişafları.
DOI: 10.1126 / sciadv.abc0865

Kağızdakı digər həmmüəlliflər, Baltimor County, Merilend Universitetindən Scott Boardsen və New Jersey-dəki Princeton Universitetindən Chuanfei Dongdur.


Mündəricat

Yüksəliş əlamətlərimizi anlamaq üçün ulduz bədəninin aktivləşdirilməsinə dair bəzi əsasları və "EMF" nin nə demək olduğunu başa düşməliyik.

Yüksəliş prosesi sayəsində planet, planetin aurik sahəsinin səviyyələrini bir-birinə tədricən bir-birinə açaraq Ulduz aktivləşdirmələrə məruz qalır və səviyyələri planet aurik sahəsi içərisində bir anda ayrı saxlayan ölçülü tezlik maneələrini həll edir. Bu enerjili və aurik sahələr tədricən daha yüksək ölçülü "Birləşdirilmiş Sahələr" dən daha çox tezlik nümunələrini çəkdikcə səviyyələr həll olunmağa davam edir. Bu səviyyələr həll olunduqca, getdikcə daha çox enerji və şüur ​​bir araya gələrək içəridə tutulur, bioloji maddə-həyat forması və bioloji həyat forması ölçülü zaman davamlı dövrlərinin bir dəstindən digərinə keçir.

EMF nədir? EMF, Elektromaqnit Sahəsi mənasını verir. Elektromaqnit sahəsi iki əlaqəli vektor sahəsindən ibarətdir: elektrik sahəsi və maqnit sahəsi. Elektromaqnit sahəsi deyildikdə, sahənin bütün məkanı əhatə edəcəyi təsəvvür edilir, ümumiyyətlə bir elektromaqnit sahəsi fəzadakı bir cismin ətrafındakı lokal sahə ilə məhdudlaşır. Biz Elektromaqnit Sahəsiyik, Çox Ölçülü İşıq Varlıqlarıyıq. Beləliklə, bunu təsəvvür etmək üçün bir çox başqa cisimlərin, insanların və planetin bütün kollektiv sahələri ilə birlikdə şəxsi enerji sahəmizi və planetar enerji sahələrini düşünməkdir. Eterik olaraq, rəngli işıq dalğası spektrlərinin enerjili sahələrinin elektrik yüklü hissəciklərinin təbəqələrində - hamısı bir-biri ilə əlaqəli və qarşılıqlı təsir göstərən nəhəng bir qatlar toru kimi görünür. Zaman və məkan səviyyəsində forma verən bir ölçülü ızgara matrisi içərisində tutulan fırlanan naxışlar hərəkətində milyonlarla rəng, tezlik və oktava dəyişikliyini görərik.

Bundan sonra Lightbody və ya Auric bədənimiz olaraq da bilinən şəxsi elektromaqnit akkumulyator gövdələrimizi, fərdi EM Sahəmiz kimi incə enerjili cisimlərin bir çox geniş təbəqəsindən ibarət olduğu üçün görüntüləyə bildik. Planet cisimlərimizi müxtəlif təbəqələri ilə Planet EM sahəsi və sairə və s. Bütün cisimlər və varlıqlar üçün düşünə bilərik.

Bu elektrik yüklü hissəciklərin hamısı, EM sahələrinin hamısı davamlı olaraq fotonik maye yayır (və ya udur), daha çox İşıq olaraq bilinir !! Bəs işıq elektromaqnit sahəsi ilə necə əlaqəlidir? Elektromaqnit (EM) dalğaları, yayıldığı bir mənbədən sürətlənən elektrik yükləri ilə yayıldığını hər zaman müşahidə edilə bilən dalğalanan işıq hərəkətləridir. Beləliklə, bu, elektromaqnit şüalanma müddətini anlamağımızı tələb edir, çünki bu elektrik və maqnit komponentləri olan kosmosda yayılmış bir dalğadır. Bu termin, məsələn, optik liflə hərəkət edən işıq və ya koaksial kabeldə səyahət edən elektrik enerjisi kimi şeyləri də əhatə edir. Müzakirə məqsədimiz üçün bu elektrik enerjisi (Tezlik Spektrinin Ulduz aktivasiyasının yüksəliş dövrü mərhələlərindən ötürüldüyü kimi) şəxsi EM sahələrimizə səyahət edir və nəticədə ortaya çıxan Elektromaqnit şüalanma bizimlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda verilə bilən enerji və təcil daşıyır, elektromaqnit batareyanın gövdəsi vasitəsilə aparılır və daha sonra fiziki hüceyrələrimizə, bədənimizdəki maddəyə hopur. Karbon əsaslı maddəndən silika əsaslı formalara çevrilirik. & # 912 & # 93


Maqnetik Günəş Sisteminə dair bir bələdçi

Bütün planetlər iynəni hərəkət etdirmir. Maqnetik bir pusula nə aparırsınızsa, ayaq altındakı sirlərə dair ipuçlarına işarə etdiyinizə əmin olun.

Maqnetik sahələri izləmək

Maqnetik Günəş Sisteminə dair bir bələdçi

Təbrik edirik! Eos-un maqnetik pusulaların imza xəttindəki yeni planetlərarası modeli olan IP9 ilə, günəş sistemimizin bir çox GPS problemli cisimində bacardığı qədər sizə xidmət edəcək bir səyahət yoldaşı seçdiniz; Merkuridə planlarınız olacaq , Marsda gəzinti və ya Neptun üzərində sürüşmə.

Pusula istifadə etməyə başlamazdan əvvəl, zəmanətinizin IP9-u sərt bir səthə və ya yüksək təzyiqli və ya yüksək temperaturlu bir yerə atdığınızda və ya planetlərarası səyahət müddətində maqnit sahələrindən qorunmadan saxladığınızda ləğv olunduğunu unutmayın.

Yerdən kənar istiqamətləri seçməyə xas olan digər xəbərdarlıq və göstəricilər aşağıdakı kimidir.

Gedəcəyi yer: Merkuri

Merkuri üzərində kompasdan istifadə etmək asan olacaq. Merkuri’nin maqnit sahəsinin quruluşu Yer kürəsinə bənzəyir, buna görə də kompasınız təxminən fırlanma oxuna uyğun olaraq planetlərin mərkəzində nəhəng bir bar maqnit dayandığı kimi davranacaq. Və ya işarəyə bir qədər yaxın - sanki elektrik cərəyanları bu oxu bağlayır.

İynənizə uyğunlaşmaq üçün vaxt verin. 2011-2015-ci illərdə planetin ətrafında dövr edən MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging) kosmik gəmi ilə ölçülən Merkuri’nin maqnit sahəsi, Yerin gücünün yalnız 1.1% -ni təşkil edir.

Kompasınız həqiqətən Merkür maqnitosferindəki günəş küləyi ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində meydana gələn sahələri ölçə bilər. Və kosmik havaya diqqət yetirin: “Çünki Merkuri Günəşə daha yaxındır, - deyə Con Hopkins Universitetinin Yer və Planet Elmləri Bölməsinin professoru Sabine Stanley,“ çünki planetin maqnit sahəsi Yer sahəsindən çox zəifdir. , günəş maqnit sahəsinin, hətta planetə çox yaxınlaşdığı zamanlarda da həqiqətən vacib olacağı vaxtlar var. Kompasınız həqiqətən Merkür maqnitosferindəki günəş küləyi ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində meydana gələn sahələri ölçə bilər. Onlara xarici maqnit sahələri deyirik, çünki bunlar planetin içində deyil, xaricində axan cərəyanlarla əlaqədardır. ”

Merkuri və Yer kimi qayalıq planetlərdə bu cür daxili elektrik cərəyanları gənc və isti ikən əldə etdikləri dəmir nüvələrdə axır və materialları sıxlığa görə ayrılır.

"Merkurinin sahəsinin sizə söylədiyi ən böyük şey dəmir nüvəyə sahib olmasıdır və bu nüvə hələ qismən maye və hərəkətdədir" dedi Stanley. “Sahənin bizə planet haqqında nə dediyini həqiqətən başa düşməyimizdən əvvəl, tərkibinin nəyin nədən ibarət olduğunu, dəmirlə nəyin qarışdığını, temperaturun nə olduğunu başa düşməliyik. Bu barədə səthin tərkibindən bir az məlumat alırıq. ”

Kompozisiya ilə bağlı bu fərziyyələr nəticədə modelləşdirməyə gedir, bu da Stanley-in etdiyi şeydir. Məqsəd, tamamilə və ya qismən maye olan bir dəmir nüvənin ilıq istiliyi necə tökdüyünü təxmin etməkdir. Bu kifayət qədər sürətli olarsa, konveksiya baş verəcəkdir. Elektrik keçirən mayenin qıvrımları həm yaradır, həm də maqnit sahələri ilə hərəkət edir, belə sahələrin özünü təmin edən bir mənbəyi olur: dinamo. Ancaq Stanley, bu prosesi real olaraq modelləşdirməyin hələ hələ mümkün olmadığını söylədi. "Dəmirin özlülüyü çox aşağı olduğundan axınlar kiçik miqyasda təlatümlüdür, buna görə simulyasiyamızda həqiqətən yüksək qətnaməyə, bir çox ızgara nöqtəsinə ehtiyacımız var."

Berkeley Kaliforniya Universitetinin Yer və Planet Elmləri Bölməsindən Bruce Buffett də qəbul etdi. Modellər, viskozite ilə əlaqəli sürtünmə qüvvələrinin planetin fırlanması ilə əlaqəli Coriolis qüvvələri ilə necə rəqabət apardığını söylədi. “[Modelləşdirməyə] ilk başladığımız zaman, yapışqan qüvvələr Coriolis qüvvələrindən təxminən 1000 qat daha az əhəmiyyət daşıyırdı. Realist bir modeldə 10 15 dəfə azdır. Mövcud modellərimizdə 10 5 və ya 10 6 mümkündür. ”

Real şərtlərə nail olmaq, Baffett və Stanley kimi modellərin, əllərinə ala bildiklərindən təxminən 2000 dəfə daha sürətli kompüterlərə ehtiyac duymaları deməkdir. Kompüter gücünün təxminən 2 ildə iki dəfə artdığını deyən Moore qanunu işini davam etdirərsə, elm adamları bu kompüterləri 11 ildə əldə edəcəklər.

Bu vaxt, Mercury’nin maqnit sahəsini araşdıran tədqiqatçılar, “maqnit sahələri istehsal edən” təxminlərlə işləməli olduqlarını söylədi. “Bəzi insanlar viskoziteyi azaltsanız, eyni dinamik rejimdə qalacağınıza inananlar var, bəziləri isə fərqli bir şeyin, demək olar ki, bir mərhələ dəyişikliyinin ola biləcəyini söyləyirlər. Kimin haqlı olduğuna əmin deyiləm. Ancaq indi əldə etdiyimiz nəticələr faydalıdır. ”

Hedef: Ay

Günəş sistemimizdəki bütün əsas qayalı cisimlərin dəmir nüvələrinə sahib olmasına baxmayaraq, IP9 kompasınız təəssüf ki, Venera və Ayda istifadə üçün uyğun deyil və Marsda yalnız məhdud istifadə üçündür.

Ayın qlobal bir maqnit sahəsinə sahib olduğu vaxt çoxdan keçib. Pusula ən çox bəzi ay süxurlarında qalıcı maqnitlənmə alacaq.

Stanford Universitetinin geofizika üzrə dosenti Sonia Tikoo bildirib ki, sahənin olmadığı bizə Ay nüvəsinin kifayət qədər sakit olduğunu söyləyir.

Yuxarıda, Aydan götürülən ilk nümunə kimi Ehtiyat Nümunəsi kimi qayalar, Ayın maqnit keçmişinə dair məlumat verir. Kredit: NASA / Astromaterials 3D

Maqnitlənmiş qayaların yaşı Ayda bir dinamonun aktiv olduğu vaxtı məhdudlaşdırır. Ancaq Apollon astronavtlarının dünyaya qaytardıqları məhdud qayalar nümunələri səbəbindən bu məhdudiyyətlərə dair böyük qeyri-müəyyənliklər var.

"Heç olmasa 3.5 milyard il əvvəl tarlayın Dünya qədər güclü olduğu görünür" dedi Tikoo. “Bundan sonra daha böyük bir əmr oldu. Ən azı 1,9 milyard il əvvələ qədər davam etdi və çox güman ki, 0,9 milyard il əvvəl söndürüldü. ”

Bu rəqəmlər modellər üçün çətin suallar yaradır. Erkən maqnit sahəsi Ayın istilik büdcəsini davam etdirə biləcəyi bir növ dinamonun yaratdığı üçün çox güclü görünür. "Buna görə insanlar təbiət baxımından mexaniki olan alternativlərə baxırlar" dedi Tikoo.

Mümkün enerji mənbəyi nüvə və mantiya ilə, bəlkə də müxtəlif oxlar ətrafında fırlanan xarici maye və möhkəm daxili nüvəli prekresiyadır. "Bu, maye nüvəsində təlatüm yarada və dinamoya güc verə bilər" dedi Tikoo. “Ancaq əskik olan hər hansı bir maqnetohidrodinamik simulyasiya. Hələ ‘Bəli, bunu edə bilərsiniz’ deyən bir şey yayımlanmadı. ”

Gedəcəyi yer: Venera

Venera üçün keçmiş hər hansı bir maqnit sahəsi haqqında məlumat daha azdır. Arizona Dövlət Universitetinin Yer və Kosmik Kəşfiyyat Məktəbinin dosenti Joe O'Rourke, "Pusula nə edəcəyini bilmirik" dedi. “Bir ehtimal, heç bir şey etməməsidir, çünki heç vaxt hər hansı bir maqnit sahəsi olmamışdır. İkincisi, qabığın maqnitlənmiş bölgələri ilə qarşılaşdığınız zaman bəzən qeyri-sabit davranmasıdır. ”

Maqnetik sahənin olmamasının ən çox ehtimal olunan izahı O'Rourke görə, Veneriya litosferinin gəzən kontinental plitələrə parçalanmamasıdır. “Plitə tektonikası olmadığı üçün, [Veneranın] silikat mantiyası, ehtimal ki, yavaş-yavaş soyuyur və mantı nüvəni izolyasiya edən şeydir. Beləliklə, Veneranın Yer kürəsi ilə eyni ölçüdə, tamamilə eyni tərkibdə olan, lakin zaman keçdikcə daha yavaş soyuyan bir nüvəsi ola bilər. ”

Venera, eyni zamanda, maqnetik sahənin gücünü azaldacaq və ya ümumiyyətlə birinə sahib olmasının qarşısını alacaq radikal yollarla Yerdən fərqlənə bilər. Məsələn, nüvədəki kimyəvi bir gradyan və ya nüvəni əhatə edən əridilmiş qayanın izolyasiya edən bir okeanı planetin içərisindəki konveksiyanın qarşısını ala bilər.

Venerada heç bir maqnit sahəsi olmasaydı, həqiqətən çox xüsusi bir planet olardı. Meteoritlərin qalıcı maqnitliyi üzərində aparılan araşdırmalar, bəzi planetesimalların, Yer və Venera kimi planetlərin qurucu bloklarında belə, bir müddət dinamos istehsal edən dəmir nüvələrə sahib olduğunu göstərir.

Stanley, angrit deyilən çox qədim meteoritlər sinifini araşdırdı. "Günəş sisteminin başlanğıcına çox yaxın tarixləşdilər," dedi və "içərilərində bir dinamoya sahib bir cisimdə meydana gəldiklərini göstərən bir maqnit imzası var. Günəş küləyi və ya alovlanma kimi başqa heç bir şey [maqnit imza yaratmaq üçün] kifayət qədər güclü deyil. Sahə çox sabit olmalıdır, təxminən on min ildir, çünki süxurlar çox yavaş soyuyur və bu müddət ərzində ortalama bir sahə yazırlar. ”

"Deməli, bir planetesimal, bəlkə də 100 kilometrdən bir neçə yüz kilometrə qədər radiusda olan bir şey dinamo yarada bilərmi?" Sualını vermək üçün bəzi modelləşdirmə aparmışıq. Stanley davam etdi. "Və gördük ki, bəli, müəyyən şərtlərdə, bu planetin heyvanlarının nüvələrində ehtiyac duyduğunuz hərəkətləri yaratmaq üçün kifayət qədər gücə sahib ola bilərsiniz."

Bu güc Al-26 radyojenik bir alüminium izotopundan qaynaqlanırdı. "Çox qısa bir yarım ömrü var" dedi Stenli, "buna görə hamısı bu gün artıq çürümüşdür, lakin günəş sistemində çox erkən mövcud bir istilik mənbəyi idi."

Al-26-nın çürüməsi, Stanley-in hesablamalarına görə bir planetesimalın tamamilə əriyib, əvvəl dəmir nüvənin mərkəzində əmələ gəlməsinə və sonra konveksiya ilə soyumasına imkan verərək qısa müddətli bir dinamo yaratdı.

Məsələn, Kuiper kəməri obyektləri kimi bir çox planet heyvanları hələ də ətrafındadır və ikisini bir kosmik gəmi ziyarət etmişdir: əlaqə ikili Arrokoth və cırtdan planet Pluton. Yeni Üfüqlər zəng etməyə gələndə, maqnitometr gətirmədi. Dizaynerləri belə bir alətin Plutondan keçərkən bir şey ölçəcəyini düşünmürdülər. Plutonun kiçik ölçüsü və yavaş fırlanması - günü demək olar ki, bir Dünya həftəsini alır - istənilən dinamo fəaliyyətinə qarşı işləyir. Stanley tamamilə əmindir: "Plutonun maqnit sahəsi yoxdur."

Veneranın nə vaxtsa bir dinamoya sahib olub-olmamasını yalnız yeni bir maqnitometrlə təchiz olunmuş bir missiya qura bilər.

Burada bir sənətçinin təqdimatında görülən VERITAS (Venera Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) orbiteri, Veneraya təklif olunan çoxsaylı missiyalardan biridir. Kredit: NASA / JPL Caltech

O'Rourke ümid edir ki, Venera atmosferində fosfinin bu yaxınlarda tapılması ora yenidən getmək üçün təkan olacaq. “Just the fact that we don’t understand fundamental things about Earth’s nearest neighbor is humiliating to our attempts to claim that we understand anything about planetary evolution. There have been many great mission proposals for Venus that are technically ready, they’re scientifically valuable. NASA just has to pick one.”

In the early days of the space program, O’Rourke said, “Venus and Mars shared the glory. The first successful interplanetary flyby mission went to Venus…. The Soviet Union sent landers to Venus. But in recent decades, Venus has absolutely been neglected and Mars stole the show.”

Destination: Mars

We have a clearer picture of Mars’s magnetic properties because it has been the subject of so many recent missions.

According to Jennifer Buz, a postdoctoral scholar in the Department of Astronomy and Planetary Science at Northern Arizona University, travelers to Mars may want to avoid the northern hemisphere if they are going to rely on a compass. “Most of the north is unmagnetized, [so] it wouldn’t do much,” she said. “But as you go south, there is a region where the crust is really strongly magnetized, in alternating fashion. Some people think it’s like the magnetic seafloor stripes that we have on Earth. If you were to traverse significant lengths of the southern hemisphere [on Mars], the compass would completely switch direction multiple times.”

These anomalies indicate that Mars once had a core dynamo and suggest that its magnetic field was strong for its size, about as strong as Earth’s. “But there are ways to explain that,” said Buz. “Mars has a lot more iron, so it could have a more significant core. And then because Mars is smaller, the field at the surface is closer to the core.”

It would be possible to study the core by observing seismic waves traversing the planet from several locations simultaneously. But there is only one working seismometer on the planet, brought there on the 2018 Mars InSight Mission.

The InSight lander also had a magnetometer on board. “And from that single data point, where that probe landed, we were able to validate a lot of the global mapping from orbit,” Buz said. “When it landed, [we found that] the field was a lot stronger than we had modeled.”

But here, too, data from one instrument at one location are limiting. “It would be really great if we could have a magnetometer on one of the rovers,” said Buz. “To see the minute changes in the magnetization as the magnetometer traverses the planet would shed a lot of light on why [Mars has] such variable crustal magnetization.”

The next Mars mission will arrive in February with a rover, Perseverance, but without a magnetometer. Kredit: NASA / JPL-Caltech

NASA’s next Mars mission will arrive in February with a rover, Perseverance, but without a magnetometer. But it looks like Buz’s wish will be fulfilled by a Chinese mission that launched in the same month, July 2020. Tianwen-1 (the name means “Heavenly Questions”) will also arrive in February, and put a rover down in May. This rover carries the Mars Surface Magnetic Field Detector, which will measure the field to an accuracy of better than 0.01 nanotesla. That’s less than a millionth of the field strength of Earth. “Historically, it’s been hard to access data from Chinese missions,” Buz said, “but it looks like this mission has a lot of international collaboration. I’m excited for their results.”

Destination: Gas Giants

If you’re the kind of traveler who is slightly annoyed that your magnetic compass doesn’t quite point to the geographic North Pole on Earth, then Saturn is your magnetic Shangri-la, while you may give Jupiter a pass.

“Saturn’s field is unique: It’s almost perfectly axisymmetric,” said Stanley. But on the other gas giant of the solar system, the compass is tricked by flux patches not far from the poles, where additional field lines emerge.

Saturn’s magnetic field lines (red) are symmetric, and the planet’s dipole axis (M) and its ro-tation axis (Ω) are nearly perfectly aligned. Kredit: NASA / JPL-Caltech

The flows of conducting material that a dynamo needs are not located in the metal cores of gas giants—if the planets even have them. Instead, scientists think the flows arise at higher levels, where the hydrogen that makes up the bulk of these planets is hot and pressurized enough to become metallic.

Modelers can produce a field like Jupiter’s, but as for Saturn, “it’s really hard to generate a dynamo that produces a symmetric field,” said Stanley. “You have to do something special in the interior.”

This would perhaps be some kind of shielding layer around the dynamo. “As you go deeper into Saturn and the hydrogen becomes metallic…the helium that is mixed in with the hydrogen doesn’t transition [to metal], and it can actually rain out of the hydrogen.” The result is a helium-depleted layer covering the dynamo region. “It could act as a shield that gets rid of any of the nonaxisymmetric fields that we otherwise might see at the surface.”

Destination: Galilean Moons

While you’re in the neighborhood of the gas giants, it seems a shame not to have a quick visit to some of the Galilean satellites. “They’re really interesting,” said O’Rourke.

Of Jupiter’s Galilean moons—Io, Europa, Ganymede, and Callisto—the first three are thought to have iron cores, based on their gravitational pull on the Galileo spacecraft that cruised around the Jovian system from 1995 to 2003. Only one of them, though, Ganymede, has a core with an active dynamo, producing a strong dipole field.

Instead of dynamos, these moons are thought to be the solar system’s induction coils. Why the others don’t is a puzzle O’Rourke is working on. “It could be related to the amount of tidal heating in these worlds. Io, of course, is super close to Jupiter—it is being violently heated by tides, and if the rocky part of Io is superhot, maybe even liquid, that would insulate the metal core. Whether or not that process also works on Europa is totally unclear.”

Not having a dynamo doesn’t mean a Galilean moon can’t be an interesting place to bring a compass. Near Europa and Callisto, for example, Galileo measured perturbations of the magnetic field of Jupiter. Instead of dynamos, these moons are thought to be the solar system’s induction coils. Stimulated by changes they experience in the magnetic field of Jupiter as it rotates, electric currents flow inside the moons, and these in turn bring about magnetic fields that counteract the changes. The existence of the fields is taken as evidence that hidden under the surfaces of Europa and Callisto are salty oceans. Compass readings on these moons will be hard to interpret without detailed knowledge of where the satellite is in its orbit.

Destination: Ice Giants

Great caution is advised when magnetically navigating Uranus and Neptune. The magnetic fields of the solar system’s two ice giants are not dipolar but multipolar, said Stanley. “They have lots of places where field lines come out of the planet and go into the planet. So you never know where your compass is going to be pointing.”

The poles of our solar system’s ice giants may not even be fixed. “The only data we have [are] from a single flyby of both planets by the Voyager II spacecraft in the late ‘80s,” said Stanley. “So all we have is a snapshot in time of the field. We think they move around. But we don’t know at what speed.”

Uranus and Neptune consist of water, ammonia, and methane ices, which may contribute to the planets’ magnetic potential. “When you’re thinking about dynamos and magnetic field generation,” said Stanley, “you have to ask: Where in the planet can I get a material that is going to be fluid, and a good electrical conductor? For Uranus and Neptune, as you descend into the planet, water—as you keep putting it under higher and higher pressure—becomes ionic. The bonds in the molecules break, and you have OH -s and H +s ions of water. And those can carry electric charges, creating a current. So we think the dynamos in Uranus and Neptune happen in the ionic water layers. We don’t know how deep the dynamo region goes, and we really don’t understand what happens to the water.”

Some Final Pointers

Clearly, tourist excursions in the solar system are not for the fainthearted—and at present, travel insurance is available only for the rocky planets, with deductibles varying from very reasonable (the Moon) to quite steep (Venus). This may well change as further data become available and magnetohydrodynamic models improve. Those who have an itch to go farther afield should follow the Earth science journals for the latest developments and, of course, Eos, proudly your companion in all your interplanetary adventures.


3 Cavablar 3

First, kudos to you for realizing that planetary mass is yox the only thing influencing how a planet (or even əgər!) a planet holds on to its atmosphere. Distance is also an important factor. Thanks for not putting it too close to the central star. I know that this is a terrestrial planet, so it wouldn't be a hot Jupiter, but conditions there would be just as brutal. In fact, we can calculate just how brutal they would be by calculating the planetary equilibrium temperature: $T = left(frac(1-a)> <16 sigma pi D^2> ight)^<4>>$ We can approximation that $L_ approx L_< ext>=3.846 imes 10^<26>$. As another approximation, $a=0.3$. We also know that $sigma=5.670 imes 10^<-8>$. Plugging this all in, $T = left(frac<3.846 imes 10^<26>(1-0.3)><16 imes 5.670 imes 10^<-8>pi D^2> ight)^<4>>=9.85856 imes 10^7 imes D^<-frac<1><2>>$ At $D_V$, $D_E$, and $D_M$, this comes out to $T_V=299.986 ext< K>$ $T_E=254.547 ext< K>$ $T_M=207.515 ext< K>$ As far as approximations go, those are pretty similar to what we see, give or take a few dozen Kelvin (with the exception of Venus, which got screwed over by greenhouse gases). Mars' approximation is actually accurate to within a few Kelvin. Earth is the only one which is off, and that's only by about 30 Kelvin. That's pretty good. Tempted though I am to add in a fudge factor, I grudgingly admit that the model works for Mars, and there are a whole bunch of things on Earth (cough cough water, land and humans) which influence its results.

Using kinetic energy, we can relate the root mean square speed of a particle to its temperature via $v=sqrt>$ At each of the radii, we have a different relation: $v_V=1.11 imes 10^<-10>left(frac< ext> ight)^<-1/2> ext< m/s>$ $v_E=1.03 imes 10^<-10>left(frac< ext> ight)^<-1/2> ext< m/s>$ $v_M=9.27 imes 10^<-11>left(frac< ext> ight)^<-1/2> ext< m/s>$ If the root mean square speed is greater than escape velocity, then some of the atmosphere will escape. $v_< ext>=sqrt>$ I ran the numbers for each planet and gas. I assumed that $m_< ext_2>=5.3 imes10^<-26> ext< kg>$, $m_< ext_2>=4.7 imes10^<-26> ext< kg>$, $m_< ext_2>=7.3 imes10^<-26> ext< kg>$, and $m_< ext_2 ext>=3 imes10^<-26> ext< kg>$. I then have a grid of values for the minimum mass, $M_< ext>$, found by setting $v_< ext>$ equal to each of the speeds calculated above. The results are given relative to Earth masses (in $10^<-3>M_$): $ egin<|c|c|c|c|>hline ext<> & ext & ext & exthline ext_2 & 1.86 & 1.60 & 1.30hline ext_2 & 2.10 & 1.80 & 1.46hline ext_2 & 1.35 & 1.16 & 0.941hline ext_2 ext & 3.28 & 2.83 & 2.29hline end $ As you can see, these are all a few orders of magnitude below the mass of Earth, and are roughly the mass of the Moon - maybe less by a factor of several. As an order-of-magnitude estimate, this makes sense, given that the Moon only has an extremely tenuous atmosphere.


Wobbling muons hint strongly at the existence of bizarre new physics

Muons aren't spinning the way the best physics model predicts. Niyə də yox? It may be due to completely unknown subatomic particles popping into and out of existence in the quantum foam.

This isn't some sort of sci-fi technobabble. This is from quite real experimental results, and may very well be the Universe telling us we don't yet understand everything about it.

These extremely interesting and possibly game-changing results come from Fermilab, a high-energy particle accelerator laboratory in Illinois. They do a lot of different types of experiments there, and one is called Muon g-2 (literally, "g minus 2"), which examines a subatomic particle called a muon.

Muons are similar to electrons — they have a negative charge, for example, and the same spin (a fundamental property of particles, which will become important in a moment), though they're 200 times more massive.

Using everything we know about subatomic particles (called the Standard Model), physicists can predict a lot about the behavior of a muon. For example, a spinning charged particle has a magnetic property associated with it called a moment, which is a measure of the strength of its magnetic field and its orientation. If you put a muon into a magnetic field, it will undergo a wobble called presessiya this is physically similar to a toy top wobbling as it spins on a tabletop.

The models predict this precession extremely precisely. Extremely. Physicists assign a value to this called the g-factor, and it's very close to but doesn't precisely equal 2.

A short video explains muons and the results of the Muon g-2 experiment. Credit: Fermilab

Here's where things get fun: On our macroscopic scale, we like to think that space is smooth and continuous. But on a quantum scale, an incredibly tiny scale (like 10 -35 meters!) quantum mechanics implies that space is yox continuous and smooth, and instead may come in discrete units, like tick marks on a graph. This means, on that scale, space may not be empty, but instead boils and froths with energy.

Sometimes this energy will spontaneously create a pair of subatomic particles (because mass and energy are two sides of the same coin, E being equal to mc 2 and all that). These particles can pop into existence, but these same laws of quantum reality demand that the particles immediately interact and become energy again, going back into the vacuum energy. This is called (and I love this) the quantum foam.

Illustration of quantum foam, where energies forth on a scale of one-billion-trillion-trillionth of a centimeter, and particles pop into and out of existence. Kredit: NASA / CXC / M.Weiss

A muon spinning in a magnetic field is affected by the quantum foam. If there were no foam, the value of the g-factor would be very close to 2. But the particles popping into and out of existence affect the muon's wobble. This is called the anomalous magnetic moment, the deviation from the usual value.

The Standard Model makes a prediction of the value of this anomalous moment by looking at everything known about forces and particles. It should be very accurate. Still, it's always nice to make sure, and that's what the Muon g-2 experiment does. It injects muons into a very stable magnetic field and measures the wobble, which can then be compared to the prediction. If they agree, then yay, we understand how the quantum mechanical Universe behaves.

If not. well. That would be interesting isn't it?

The ring magnet at the heart of the Muon g-2 experiment at Fermilab provides a stable magnetic field in which muons spin. Credit: Fermilab / Reidar Hahn

The Standard Model predicts the muon's anomalous magnetic moment value to be 0.00116591810 (±0.00000000043 like I said, very precise).

The new experiment gets a value of 0.00116592061 (±0.00000000041).

Those are different. The difference is small, sure, just 0.0002%. But still, they should be equal. And they're not.

This tiny difference means a lot. It means that there are forces and/or particles acting on the quantum scale that we don't know about!

Well, maybe. Here's the monkey in the wrench: The results aren't quite up to statistical snuff. It's very slightly possible that they are due to random chance. It's like flipping a coin: If it comes up heads three times in a row you might think the coin is rigged, but there's a one out of eight chance that will happen randomly. The more times you flip it and it comes up heads, the less likely it's random.

At Fermilab, protons accelerated by powerful magnets circle at extremely high speed around a ring about a kilometer across, and then are fed to Muon g-2 target station, where they collide with a target and produce muons that are injected into a stable magnetic field for study. Credit: Fermilab

Scientists use a term called sigma to measure this chance. The gold standard in particle physics experiments is when an experiment is in the five sigma range, meaning it has a random possibility to occur of about one in three million, or, if you prefer, it's a 99.99997% chance of being real (one sigma is about 68%, two is 95%, three is 97%, and so on, creeping ever closer to 100%). The Muon g-factor experiment results are only 4.2 sigma, meaning they still have about a 1 in 38,000 chance of being due to random noise.

Still, that's a 99.997% chance of it being not due to random chance, and that's pretty dang good * . It's just not quite enough for physicists to declare victory. The good news is that they're not done yet. The experiment has been run three times so far, is doing a fourth, and a fifth run is planned. The scientists have been examining the data from those first runs, but that amounts to only about 6% of the total amount of data they expect from the experiment. To use the analogy above, it's like they've flipped the coin a few times and gotten weird results, but will continue to flip it many more times to be sure.

If the rest of the data line up with what they've seen so far, they'll pass the five-sigma certainty. And if that happens, it means for sure that the Universe is weirder and more mysterious than even the quantum mechanics we know is telling us… and that's onsuz da been telling us the Universe is damned weird.

If you want all this in comic form, then Jorge Cham has you covered:

So this is potentially very exciting. The Standard Model is pretty successful (for example it predicted the existence of the Higgs boson, which was found for the first time a few years ago) but we know there are cracks in it, things it doesn't predict as well. In this case muons floating and spinning and wobbling in a magnetic field are beckoning us further down that path, waving us toward more physics we don't as yet understand, or even know anything about.

And that is the dream of every particle physicist. When experiments verify theory that's nice, because it's like showing that the road behind us is paved smoothly.

But what lies on the road ahead?

[Correction (16:00 UTC on April 8, 2021): I originally calculated the percentages incorrectly on those chances, adding an extra two 9s in the decimal point (in other words I had written them as straight odds, not percentages, like a 0.01 chance is 1%). Arg! The numbers are now fixed. Also, I changed the phrasing a bit the statistics only cover random chance. There could also be systematic errors, that is, something not accounted for in the equipment, or the math, or whatever. Those aren't random, and are difficult to account for. I just want to make sure I'm covering the bases here.]


The Moon May Have Once Had Liquid Water—and Life

A new report suggests that the moon may have had the conditions to support liquid water and microbial life billions of years ago.

Victoria Albert

For over a decade, Mars has been considered the most promising, fertile locale for life away from Earth. The moon, on the other hand, has long been considered an uninhabitable chunk of rock.

But a new study published Monday in the journal Astrobiologiya tells a different story. After analyzing data from lunar probes and reviewing previous studies of the moon’s topography and atmosphere, astrobiologists Dirk Schulze-Makuch and Ian Crawford of Washington State University and the Birkbeck University of London, respectively, concluded that it was possible—even likely—that life could have existed on the moon billions of years ago.

As the pair reviewed data, a pattern emerged. “It became more and more apparent to us that the moon could have harbored an ocean, or liquid water on the surface, during certain time periods,” Schulze-Makuch told The Daily Beast.

Schulze-Makuch and Crawford believe they found two such time periods where there may have been water, and the moon’s environment could have supported possible life. The first occurred approximately four billion years ago while the moon was still forming the other occurred 500 million years later during the peak of lunar volcanic activity. In both cases, according to a press release on the study, the moon was likely “spewing out” hot, volatile gases from its interior.

One of these gasses was probably water vapor.

“We know that there [were] a lot of volatiles—a lot of gasses—in the magma,” Schulze-Makuch said. “Carbon dioxide, water, sulfur gasses [. ] Since we approximately know what the gas composition of magma is, [we] can come up with how much volatiles were gassed out at the time.” They estimate that during the first period, there could have been a layer of surface water one kilometer (.62 miles) deep at most (although they acknowledge that this is “very optimistic”), and that the second was likely much shallower, citing another team’s estimate of water vapor outgassing that would equate to three millimeters of water, or about a tenth of an inch.

Schulze-Makuch and Crawford aren’t the first to publish evidence of water on the moon. In 2009, the press release noted, an additional team of scientists discovered evidence of hundreds of millions of metric tons of water ice. There is also “strong evidence” that water once existed in the lunar mantle, according to another cited study.

Schulze-Makuch and Crawford’s study, however, is the first to find strong evidence of liquid water on or near the moon’s surface—the kind necessary to sustain life.

This is because, the authors note, the moon likely had the proper conditions to keep this water in a liquid, habitable form. The paper cites a previous study from Needham and Kring showing that the moon had an atmospheric pressure of about 10 millibars during both periods—about one percent of the Earth’s current atmospheric pressure and 1.5 times more than the current pressure on Mars. With that amount of pressure, Schulze-Makuch said, “liquid water would be stable on the surface.”

He also noted that the moon likely had a magnetic field at that time, which would have “protected” any potential water from harsh solar winds. “We basically had what we would call habitable conditions,” he said. “Or at least the most basic parameters for that.”

These findings are “especially interesting” during the more recent period, Schulze-Makuch said, because that period occurred after there was documented life on Earth (which began about 3.7 billion years ago). It’s quite possible, even “likely,” he explained, that an asteroid could have hit the Earth during that time, shooting rock—and with it, microbial life—to the moon.

That life would be incredibly basic, Schulze-Makuch noted: microbes, anaerobic bacteria, and at most, photosynthesizing cyanobacteria. And as of today, there is no evidence that this life existed—just that for a few tens of millions of years, it was mümkündür.

To try and find evidence of such life, Schulze-Makuch has two ideas for further exploration. First, he said, scientists could take samples from designated spots on the moon, with the aim of finding regions with evidence of past oxidation or hydrothermal activity. Or on Earth, he added, researchers could use existing “moon simulation chambers” that can reproduce the moon’s early atmosphere to see which (if any) microbes are able to survive.

Unfortunately, no matter what further studies discover, it’s unlikely that humans will be moving to the moon anytime soon. Besides being what Schulze-Makuch called a “dead rock in space,” the study noted that moon’s surface has no protection from cosmic or UV radiation, and is subject to massive temperature fluctuations that would make life there all but impossible. And after the atmosphere eroded and the water dried up after the second possible habitable period billions of years ago, Schulze-Makuch said, “there’s no liquid water anywhere.”

“The only thing the moon has going for it is that it’s close by. If you want to live on the moon today, you basically need to dig yourself under the bottom meter of rock,” he added. “That is not really great.” Mars still remains the most viable option for human colonization, he said, “or for life in general at this time.”

Regardless, Schulze-Makuch maintains that these findings are vital for our understanding of the moon, and of the development of early life. It’s possible, he notes, that lunar samples could even contain evidence of the last universal common ancestor for all life on earth. But even if that’s not possible, he said, researchers are likely to learn more about the “biological treasure trove” of early development, and make new discoveries about how life on Earth came to be.

“It changes the paradigm,” he added. “Okay, the moon is just a dead rock in space … but 3.5 billion years ago, it may have actually looked quite different.”


Moon's Magnetic Umbrella Seen as Safe Haven for Explorers

The lunar surface is a harsh landscape a bone dry expanse of impact-pummelled rock whose "seas" have long been known as a misnomer. The only precipitation is in the form of solar and cosmic radiation that gradually darkens the dust and corrupts the cells of any astronauts present.

Yet amidst this hostile landscape a number of safer havens exist where the lunar surface escapes much of this sleet of radiation. One such benign feature, named Reiner Gamma [image], lies on the Moon's Earth facing side and is marked by a 37-mile-long (60 km) bright swirl and one of the strongest magnetic fields found on the lunar surface.

"The Moon presently has no global magnetic field similar to the Earth's. The observed fields [such as that at Reiner Gamma] are caused by permanent magnetization of parts of the lunar crust," said Lon Hood of the University of Arizona.

These isolated pockets of lunar magnetism were discovered in the early 1970's by lunar-orbiting spacecraft and their formation is thought to be as dramatic as their appearance.

"Current evidence suggests that impact-basin ejecta materials [material blasted out by huge asteroid or comet impacts] are the most likely sources of many or all of the magnetic fields," Hood said "These ejecta contain microscopic metallic iron particles that are the carriers of the magnetization."

This material became magnetized by the strong magnetic field present at the time of impact and also from the magnetic fields generated during other large, basin-forming impacts. Evidence for this is seen in the way swirls present on the lunar far side lie directly opposite impact basins on the Earth-facing side of the Moon.

The bright swirls of Reiner Gamma are a by-product of the contorted magnetic field arching overhead, and there are currently two models for the formation of the enigmatic swirls associated with the fields.

The first hypothesis is that the swirls consist of secondary crater ejecta whose bright deposits have been preserved by a strong local crustal magnetic field.

One likely candidate for the bright ejecta preserved at Reiner Gamma is that of the nearby three-billion-year-old crater Cavalerius. The magnetic field present over Reiner Gamma would deflect the solar wind and preserve the ejecta as a bright footprint of the magnetic field above.

The second mechanism for the swirls' formation is the relatively recent impact of a comet nucleus. Such an event would create a feature similar to Reiner Gamma and also magnetize the lunar surface.

From the perspective of human explorers, Reiner Gamma boasts one of the most scientifically interesting locations on the Moon.

"The main benefit would be to provide samples that are potentially free from solar-wind ion bombardment," Hood said. "This would be useful for understanding better the process that darkens the lunar surface and other airless silicate surfaces in the inner solar system."

Not only does the magnetic field preserve an unsullied lunar surface but it would partially protect any astronauts strolling beneath, "The lunar fields are strong enough to deflect solar wind ions with energies of several kilo-electron-volts," Hood said.

Reiner Gamma's magnetic shield also channels the solar ions it does divert into narrow regions surrounding the feature, another boon for human exploration.

"This would concentrate solar wind hydrogen and helium-3 locally which might be beneficial to increase the efficiency of mining these for resource applications," Hood said. Helium-3 is a light isotope of helium carried in the solar wind and is a potential fuel for efficient and non-polluting nuclear fusion. The hydrogen would also be essential to the manufacture of water for a lunar outpost.

Only a spacecraft on the surface will be able to definitively reveal the method of Reiner Gamma's formation. Until then, future lunar orbiters such as NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter and India's Chandrayaan-1 spacecraft will undertake further analysis of this unusual feature.


Jupiter’s Magnetosphere Will Blow Your Mind While it Kills Your Spacecraft

Jupiter is a huge planet, but its magnetosphere is mind-blowingly massive. It extends out to nearly 5 million kilometers (3 million miles) wide on average, 150 times wider than Jupiter itself and almost 15 times wider than the Sun, making it one of the largest structures in the Solar System.

“If you were to look up into the night sky and if we could see the outline of Jupiter’s magnetosphere, it would be about the size of the Moon in our sky,” said Jack Connerney, deputy principal investigator and head of the Juno mission magnetometer team. “It’s a very large feature in our Solar System, and it’s a pity we can’t see it.”

But the Juno spacecraft is about to change our understanding of Jupiter’s magnetosphere and allow scientists to “see” for the first time Jupiter’s magnetic field.

And today, NASA announced that Juno has entered Jupiter’s magnetic field. Listen to the video below as the spacecraft gathered data as it crossed the bow shock:

A magnetosphere is the area of space around a planet that is controlled by the planet’s magnetic field. The stronger the magnetic field, the larger the magnetosphere. It is estimated that Jupiter’s magnetic field is about 20,000 times stronger than Earth’s.

Jupiter has spectacular aurora, such as this view captured by the Hubble Space Telescope. Auroras are formed when charged particles in the space surrounding the planet are accelerated to high energies along the planet’s magnetic field. Credit: NASA, ESA, and J. Nichols (University of Leicester)

Magnetic fields are produced by what are known as dynamos – an electric current created from the convection motion of a planet’s interior. Earth’s magnetic field is generated by its circulating core of molten iron and nickel. But what creates Jupiter’s dynamo? Is it like Earth’s or could it be very different? Jupiter consists predominantly of hydrogen and helium, and it is currently unknown if there is a rocky core at the center of the planet.

“With Jupiter, we don’t know what material is producing the planet’s magnetic field,” said Jared Espley, Juno program scientist for NASA Headquarters, “What material is present and how deep down it lies is one of the questions Juno is designed to answer.”

Juno has a pair of magnetometers to basically look inside the planet. The magnetometers will allow scientists to map Jupiter’s magnetic field with high accuracy and observe variations in the field over time. The instruments will be able to show how the magnetic field is generated by dynamo action deep in the planet’s interior, providing the first look at what the magnetic field looks like from the surface of the dynamo where it is generated.

“The best way to think of a magnetometer is like a compass,” said Connerney. “Compasses record the direction of a magnetic field. But magnetometers expand on that capability and record both the direction and magnitude of the magnetic field.”

But Jupiter presents a lot of problems as far as being nice to instruments. Trapped within the magnetosphere are charged particles from the Sun that form intense radiation belts around the planet. These belts are similar to the Earth’s Van Allen belts, but are many millions of times stronger.

To help protect the spacecraft and instrument electronics, Juno has a radiation vault about the size of a car trunk made of titanium that limits the radiation exposure to Juno’s command and data handling box (the spacecraft’s brain), power and data distribution unit (its heart) and about 20 other electronic assemblies. But the instruments themselves need to be outside of the vault in order to make their observations.
Workers place the special radiation vault for NASA’s Juno spacecraft onto the propulsion module. Image credit: NASA/JPL-Caltech/LMSS

The magnetometer sensors are on a boom attached to one of the solar arrays, placing them about 40 feet (12 meters) from the body of the spacecraft. This helps ensure that the rest of the spacecraft does not interfere with the magnetometer.
But there are other ways to help limit the amount of radiation exposure, at least in the first part of the mission.

Scientists designed a path that takes Juno around Jupiter’s poles so that the spacecraft spends the least amount of time possible in those blistering radiation belts around Jupiter’s equator. Engineers also used designs for electronics already approved for the Martian radiation environment, which is harsher than Earth’s, though not as harsh as Jupiter’s.

That elliptical orbit — between radiation belt and the planet — also puts the spacecraft very close to Jupiter, about 5,000 km above the cloud tops, enabling a close-up look at this amazing planet.

“This is our first opportunity to do very precise, high-accuracy mapping of the magnetic field of another planet,” Connerney said. “We are going to be able to explore the entire three-dimensional space around Jupiter, wrapping Jupiter in a dense net of magnetic field observations completely covering the sphere.”

By studying Jupiter’s magnetosphere, scientists will gain a better understanding about how Jupiter’s magnetic field is generated. They also hope to measure how fast Jupiter is spinning, determine whether the planet has a solid core, and learn more about Jupiter’s formation.

“It’s always incredible to be the first person in the world to see anything,” Connerney said, “and we stand to be the first to look down upon the dynamo and see it clearly for the first time.”


The Moon Statistics:

  • Discovered by: Known by Ancient Humans
  • Average Orbit Distance: 238,855 mi/384,400 km
  • Mean Orbit Velocity: 2,287.0 mph/3,680 km/h
  • Orbit Eccentricity: 0.0554
  • Equatorial Inclination: 6.68 degrees
  • Equatorial Radius: 1079.6 mi /1737.5 km
  • Equatorial Circumference: 6,783.5 mi/10,917.0 km
  • Volume: 21,971,669,064 km3
  • Density: 3.344g/cm3
  • Mass: 73,476,730,924,573,500,000,000kg
  • Surface Area: 14,647,439.75 sq mi/37,936,694.79km2
  • Surface Gravity: 5.328ft/s2 /1.624m/s2
  • Escape Velocity: 5,314mph/8,552km/h

Magnetic Mercury

Mercury’s challenges to naturalism are not limited to its density. Evolutionists received another rude jolt when Mercury’s magnetic field was discovered. To understand why this poses a problem, we must discuss evolutionary ideas of planetary magnetism.

Most solar system planets have significant magnetic fields. Where do these fields come from? Evolutionists (and long-age creationists) hold to a “dynamo” theory, which requires those planets with magnetic fields to also have molten metal cores.

Through a complicated series of events, fluid motions inside the core can supposedly generate a magnetic field. Evolutionists believe this idea because it is the only mechanism they have been able to propose by which planets supposedly billions of years old could still have magnetic fields—all of the other mechanisms would require that the planets be very young.

Mercury Morsels

  • Unlike most other planets, Mercury has no moons
  • Its thin atmosphere is made of helium and sodium
  • A year on Mercury is only ≈ 88 Earth-days Amma one of its days ≈ 59 Earth-days long!
  • On Mercury, you could jump 2½ times as high as on Earth

Unfortunately for the long-agers, the more we discover about other planets, the more we find that the dynamo model cannot be true for them.3 This shouldn’t really surprise us, however, since many long-agers admit that even the earth itself poses huge problems for the dynamo model, and the earth is the planet that the model was first invented to explain!4

Back to Mercury. To be billions of years old and still have a magnetic field, there must be fluid motions within a planet’s core. Therefore, the core itself must be molten. But as one evolutionist says, “Mercury is so small that the general opinion is that the planet [i.e. its core] should have frozen solid aeons ago”.5 Therefore, the core cannot be molten, and so evolutionary theories would have to conclude that Mercury cannot have a magnetic field. But it does!

Some evolutionists speculate that perhaps Mercury’s core isn’t iron (which would have “frozen solid eons ago”), but iron sulfide instead (which wouldn’t necessarily have solidified over these supposed eons). But in solving the problem for Mercury, a much bigger problem is created.

More on Mercury

Mean distance from sun: 57,910,000 km
Equatorial radius: 2439.7 km
Equatorial escape velocity: 4.25 km/sec
Rotational period: 58.6462 days
Orbital period: 87.969 days
Temperatures:
Mean surface 179°C
Maximum surface 427°C
Minimum surface –173°C

A fundamental principle of the solar nebula theory (used to explain how our solar system formed) is that there cannot be any volatile elements such as sulfur this close to the sun, and so there shouldn’t be any iron sulfide in Mercury. Thus, in trying to rescue a billions-of-years age for Mercury, evolutionists are undermining the very foundations of their ideas about the formation of the entire solar system.6

Creationists have no problem explaining the magnetic field of Mercury, nor that of any other planet. There are several ways in which a young (6,000-year-old) planet could still have a magnetic field.7 But since evolutionists reject a young creation, they cannot explain planetary magnetism. As one evolutionist says, “Magnetism is almost as much of a puzzle now as it was when William Gilbert (1544–1603) wrote his classic text Concerning Magnetism, Magnetic Bodies, and the Great Magnet, Earth in 1600”!8

When a Christian examines the solar system, it is easy to wonder if the Creator designed the planets specifically to confound non-creationary explanations of them. Repeatedly, new discoveries contradict naturalistic ideas. Ironically enough, in the case of Mercury, even evolutionists admit to this, after a fashion. They admit that any attempt to include Mercury in their evolutionary models will doom the models to failure—they say that Mercury is a “trap”9 that has “seduced”10 evolutionists, and has had a “fatal attraction for solar system modellers.”11

So we see that this tiny, seemingly insignificant planet creates enormous stumbling blocks for those who wish to deny the Creator. Truly, “ God has chosen the foolish things of the world to confound the wise and God has chosen the weak things of the world to confound the things which are mighty ” ( 1 Corinthians 1:27 ).

Planet puzzle

If you were standing on Mercury, you would see the sun rise, then immediately set again before rising again and travelling westwards. Similarly, at sunset, it rises again briefly, before setting once more. This is due to the way Mercury’s rotation combines with its very elliptical (egg-shaped) orbit.


Videoya baxın: Магнит косметикФевральский жёлтый ценник Смотрим скидки,акции (Sentyabr 2021).