Wie stark ist das Magnetfeld der Erde im Weltraum?

Ich habe auf Google und Youtube nach der Stärke des Erdmagnetfelds gesucht. Mit Hilfe von Wikipedia habe ich herausgefunden, dass es an der Erdoberfläche 25 bis 65 Mikrotesla oder 0,25 bis 0,65 Gauss beträgt . Auf Youtube habe ich gesehen, wie ein Mann namens Richard Garriot gezeigt hat, dass kleine Magnete mit einer Größe von 1 Zoll im Durchmesser tatsächlich im Weltraum funktionieren und in der Lage sind, sich am Magnetpol der Erde auszurichten.

Aber hier ist die Frage. Wie stark ist das Magnetfeld der Erde im Weltraum? ist es stärker als 25 bis 65 Mikrotesla oder sogar weniger? Abgesehen von der Stärke der Schwerkraft, wäre sie stark genug, um irgendeine Art von Magneten zurück zur Erde zu ziehen? oder es abstoßen, wenn es dem ähnlichen Magnetpol zugewandt ist?

Ich bin auch von der Tatsache angezogen, dass Neodym-Magnete einen stärkeren Magnetismus mit einer Stärke von 1,4 Tesla im Vergleich zu den 25 bis 65 Mikrotesla der Erde haben. Wenn die Erde in der Lage ist, uns vor Sonnenwind zu schützen, bedeutet das, dass ein Neodym-Magnet mit einer Stärke von 1,4 Tesla und hypothetisch der gleichen Größe der Erde sich viel besser vor Sonnenwind schützen kann?

Diese Frage mag sehr albern klingen, aber eine Antwort wäre wunderbar und würde mich sehr freuen.

Antworten (2)

Wie stark ist das Magnetfeld der Erde im Weltraum?

In welcher Entfernung? Das Magnetfeld der Erde wird grob als geneigter Dipol modelliert (dh die Magnetisierungsachse ist in Bezug auf die Rotationsachse des Spins geneigt). Die Größe am magnetischen Äquator ist durch die Näherung gegeben:

(1) | B | ( R ) B Ö ( R E R ) 3
Wo R E ist der Radius der Erde, B Ö beträgt ungefähr 31.200 nT (dh die durchschnittliche Feldgröße an der Erdoberfläche nahe dem magnetischen Äquator) und R ist die Entfernung vom Erdmittelpunkt.

Wie Sie sehen können, bis Sie ~4 erreichen R E das Magnetfeld ist auf ~490 nT gesunken.

Wäre es stark genug, um irgendeine Art von Magneten zurück zur Erde zu ziehen?

Ich bezweifle, dass man tatsächlich ein Szenario erstellen könnte, um dies zu testen, da alle Dinge im Weltraum mit mehreren km / s umkreisen. Einige Raumfahrzeuge verwenden das Magnetfeld der Erde zur Orientierungs-/Lagesteuerung , aber im Allgemeinen verursachen diese nur kleine Drehungen, keine radialen Kräfte oder effektiven Widerstandskräfte.

oder es abstoßen, wenn es dem ähnlichen Magnetpol zugewandt ist?

Ich bezweifle dies stark.

Heißt das, ein Neodym-Magnet mit einer Stärke von 1,4 Tesla und hypothetisch gleicher Größe der Erde kann sich viel besser vor Sonnenwind schützen?

Wenn wir ein stärkeres Feld hätten und das Quellgebiet so groß wie die Erde wäre, dann ja. Wenn Sie etwas in der Größe eines kleinen Kühlschrankmagneten verwendet haben, dann nein. Sie können dies sehen, indem Sie (in Gleichung 1 oben) ändern R E R Ö 1 C M Und B Ö B Ö 1 T . Die Größe der Quelle schrumpfte um ~8 Größenordnungen, während die Stärke des Feldes nur um ~5-6 zunahm.

Die Erde schützt uns vor dem Sonnenwind , weil diese Teilchen geladen sind und daher auf ein Magnetfeld reagieren. Die Magnetosphäre der Erde erzeugt auch einen Bugschock stromaufwärts der Erde, der zusätzlichen Schutz bietet, da er alle einströmenden Partikel verlangsamt und ablenkt (aufgrund von Gradienten im Magnetfeld).

Ich habe einige weitere Details zu den Auswirkungen des Sonnenwinds unter https://physics.stackexchange.com/a/214509/59023 geschrieben .

Wenn Sie Ihren winzigen Magneten mit dem 1,4-Tesla-Feld am magnetischen Nordpol und einen anderen identischen am magnetischen Südpol platzieren, hätten Sie an jedem Pol 1,4 Tesla hinzugefügt. Das Magnetfeld der Erde würde keinen Einfluss haben. Wie bei allen Feldern, denen Sie wahrscheinlich begegnen, hängt die Magnetfeldstärke von der Entfernung von der Quelle ab. Die Messung der Stärke in einer undefinierten Entfernung von der Quelle ist keine nützliche Information. Industrielle Magnete verwenden einen üblichen Abstand zur Charakterisierung (was ich vergessen habe). Die magnetische Feldstärke AUF der Erdoberfläche hat einen vom Breitengrad abhängigen Abstand zu den Polen. Leider sind Magnetfelder komplizierter als Gravitationsfelder (die Schwerkraft ist sehr symmetrisch), und außer in unmittelbarer Nähe der Erde,

Ich vermute, es ist keine sehr schlechte Annäherung, besonders weit von der Erde entfernt.
Das Feld der Erde kann als geneigter Dipol bis zu ~5-6 angenähert werden R E ziemlich gut. Es gibt natürlich Störungen, aber in erster Ordnung ist es nur ein Dipol.