El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.

Transcripción

El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Introducción
Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Judith C. Daza Montero (UAM)
Fı́sica del Sistema Solar
Fı́sica del Sistema Solar
El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Introducción
Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Outline
1
Introducción
2
Cronologı́a
3
Ecuaciones de Maxwell
3
Campo Magnético Dipolar
4
Expansión Multipolo del Campo Magnético
5
Bibliografı́a
Fı́sica del Sistema Solar
El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Introducción
Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Problema de los Campos Magnéticos
Problema con el ferromagnetismo
Decae rápidamente
Campos magnéticos generados
por corrientes
Exposición a un campo
externo y enfriamiento del
Fe
Corrientes en medios sólidos
Campos magnéticos por
efecto dı́namo ó
Remanente ferromagnética.
Otros mecanismos de generación
de campos
Viento solar
Formalismo para describir los
campos
Dipolo con perturbaciones
Fı́sica del Sistema Solar
El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Introducción
Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Campos Magnéticos desde el inicio
Nacimiento y evolución de los planetas
Formación posterior a la protoestrella
Problema de la formación de planetésimos
Observaciones y modelos 7−→ Fe más abundante.
Generación de un núcleo 7−→ Estado fı́sico
Durante tales estadı́os se formó el campo
106 − 107 a
Teorı́a del dı́namo y su condición de existencia.
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El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Introducción
Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Composición del Interior Planetario
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El Campo Magnético de los Planetas Rocosos.
Introducción
Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Ecuación de Poisson
∇ · E = 4πρc ,
(1)
Campo Magnético
∇ · B = 0,
(2)
Ley de Faraday
1 ∂B
= −∇ × E
c ∂t
(3)
Ley de Ampere
∇×B=
Fı́sica del Sistema Solar
4π
1 ∂E
J+
c
c ∂t
(4)
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Cronologı́a
Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Ley de Ampere aproximada
Aproximación
4π
J≈∇×B
c
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(5)
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Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Primera Aproximación Dipolar
MB
sin θ
r3
MB
Bθ = 3 cos θ
r
Bφ = 0
Br = −2
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(6)
(7)
(8)
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Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Primera Aproximación Dipolar
r = re cos2 θ
φ = φ0 = const.
√
4 − 3 cos2 θ
B(θ) = Be
.
cos6 θ
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Bibliografı́a
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Campo magnético en función de un
potencial
ΦV (r , θ0 , φ),
(10)
B = −∇ΦV
(11)
Potencial expresado como
ΦV = R
∞ n+1
X
R
n=1
Tn =
n
X
r
Tn ,
(12)
[gnm cos(mφi ) + hnm sin(mφi )]Pnm (cos θ0 ),
m=0
(13)
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Expansión Multipolo del Campo Magnético
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Expansión Multipolo del Campo Magnético
Polinomios de Legendre
Pnm (x) ≡ Nnm (1 − x 2 )m/2
dPn (x)
dx m
(14)
donde
Nnm ≡ 1, m = 0
y
Nnm ≡
2(n − m)!
(n + m)!
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1/2
, m 6= 0
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Bibliografı́a
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Para un campo magnético (1,0)
MB =
q
(g10 )2 + (g11 )2 + (h11 )2 , (15)
s
2
h11
tan θB =
+
,
g10
1
o
−1 h1
λnp = 360 − tan
.
g11
g11
g10
2
(16)
(17)
Campo eléctrico en realidad
Btotal = −∇ΦV + Bexternal .
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(18)
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Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Parámetros de los distintos campos magnéticos planetarios
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Cronologı́a
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Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
La magnetósfera modelizada
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Ecuaciones de Maxwell
Campo Magnético Dipolar
Expansión Multipolo del Campo Magnético
Bibliografı́a
Bibliografı́a
de Pater, I. y Lissauer, J.J. Planetary Sciences. Cambridge
University Press 2001.
Goldreich, P. & Ward, R. W. 1973, The formation of
planetesimals..
Kker, M., Henning, T. & Rdgiger Gnter. 2003. Magnetic
Star-Disk Coupling in Classical T Tauri Systems. Science
Magazine.
Brown, R. H. Reversal of Earth’s magnetic Field Origins. 16
(2): 81-94. 1989. http:// www.grisda.org/origins/16081.
Humphreys,
R. The Creation of Planetary Magnetic Field CRSQ. 21, 3. 1984.
http://www.creationresearch.org/crsq/articles/21/213 /213 .html
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