Quiero tratar de renderizar (gráficos por computadora) las auroras de una manera física lo más realista y realizable posible. Soy consciente de que el fenómeno aún no se ha explicado por completo (en lo que respecta a mi propia investigación). Pero mientras buscaba información, he visto muchas afirmaciones diferentes sobre cómo se comporta el plasma cuando golpea la magnetosfera. Entonces, así es como entiendo actualmente el viaje de un plasma a la tierra. Tal vez estoy en algún lugar equivocado o me estoy perdiendo la educación física:
Lo siento si he masacrado una pregunta extraña aquí. Como se indicó anteriormente, no soy estudiante de física y los conocimientos adquiridos provienen de Internet, las páginas web de la NASA y algunos documentos.
El plasma viaja bastante rápido hacia la tierra (¿velocidad de la luz?). Cuando golpea el arco de choque, se ralentiza.
No, el plasma no se mueve a la velocidad de la luz. Fluye del sol en 300 km/s (típicamente más cerca de 400 km/s y más de 800 km/s). Sí, el plasma que se cruza con el arco de choque se desacelera, ya que todos los flujos pasan a través de una onda de choque . Sin embargo, el plasma que no alcanza el arco de choque sigue fluyendo a su velocidad anterior.
Y poco tiempo después toca la magnetosfera. ¿Qué sucederá a continuación dependiendo de si el plasma es un viento solar o una CME?
Más o menos, sí. La principal diferencia es que las eyecciones de masa coronal (CME, por sus siglas en inglés) tienden a tener una mayor presión de ariete y geometrías de campo magnético que conducen a afectar la magnetosfera de la Tierra .
Caso CME: El plasma todavía tiene una velocidad tan alta que ocurre una reconexión magnética. Entonces, las líneas de campo externas de la magnetosfera se dividen en el ecuador magnético y se doblan hacia arriba/abajo hacia los polos de la tierra. (Estoy mirando desde el lado de la tierra. Así que el viento solar viene de izquierda/derecha)
No en realidad no. La velocidad de la CME no determina si se produce una reconexión magnética . La geometría del campo magnético en la CME frente a la magnetosfera determina la tasa de reconexión. En cuanto a lo que sucede en la reconexión, escribí una respuesta en https://physics.stackexchange.com/a/559759/59023 que puede ser un antecedente útil.
Caso del viento solar: Los iones del plasma viajan a lo largo de las líneas de campo exteriores de la magnetosfera en forma giratoria. (¿Debido a la fuerza de Lorentz? ¿O por qué influencia es posible que los electrones puedan viajar hacia arriba Y hacia abajo a lo largo de las líneas de campo que son vectores que apuntan únicamente hacia el polo sur magnético de la tierra?)
Realmente no estoy seguro de lo que estás tratando de describir aquí. Podría suponer que estás pensando en trayectorias de partículas individuales en un campo magnético dipolar. Si es así, busque temas sobre partículas atrapadas en los cinturones de radiación para ver las tres derivas estables de partículas en una geometría de dipolo.
Y sí, todo esto siempre se debe a la fuerza de Lorentz . Las partículas se mueven a lo largo del campo magnético porque la parte de la fuerza de Lorentz asociada con el campo magnético actúa ortogonalmente al campo magnético. Es decir, en ausencia de campos eléctricos, las partículas pueden fluir exactamente a lo largo de un campo magnético sin experimentar una fuerza, siempre que el campo sea homogéneo/uniforme y cualquier cambio ocurra mucho más lentamente que un giroperiodo típico.
En cuanto a las imágenes de recursos, es posible que desee buscar Science Visualization Studio (SVS) de Goddard .
kiaat
honeste_vivere
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