Куда смотрит компас

Магнитное поле Земли заставляет стрелку компаса всегда указывать на север. Однако в космосе все становится значительно сложнее. Как же будет реагировать этот прибор вне атмосферы планеты? На это есть сразу два ответа, пишет 24 Канал.

Смотрите также Почему Плутон больше не считают планетой?

Компас сам по себе является магнитом, а его полюса совпадают с полюсами Земли. Магнитное поле планеты порождается электрическими токами, протекающими через ее расплавленное металлическое ядро и вообще существуют благодаря ему. Земля — единственная каменистая планета в Солнечной системе с таким сильным магнитным полем.

Компас в космосе будет измерять разные вещи, зависимости от того, где именно вы находитесь. Технически он все еще будет работать, ведь стрелка будет оставаться намагниченной и реагировать на окружающие магнитные поля. Но вне атмосферы планеты он не обязательно укажет вам на Землю. Вместо этого он будет показывать на северный полюс того магнитного поля, которое является самым сильным относительно того места в космосе, где находится компас.

По данным NASA, это магнитное поле излучается с планеты примерно на 37 000 километров со стороны, обращенного к Солнцу, и простирается минимум на 370 000 километров позади планеты. Эта область вокруг планеты, где доминирует магнитное поле планеты, известна как магнитосфера.

Это означает, что условный астронавт, который находится в космосе, но хочет воспользоваться компасом, чтобы вернуться на Землю, должен находиться в пределах этой магнитосферы, чтобы компас реагировал магнитное поле планеты. Однако здесь стоит заметить, что магнитное поле не является особо жесткой границей. Даже за пределами классической магнитосферы, где можно сказать, что поле Земли является доминирующим или заметным, вы все равно можете рассчитывать на работу компаса, поскольку поле еще будет иметь небольшое влияние, которое будет ослабевать тем больше, чем дальше вы удаляетесь от планеты. Сказать точно, как далеко простирается это остаточное магнитное поле, пока ученые не могут.

Луна и Марс

Доказательства из лунных пород свидетельствуют, что Луна когда-то имела магнитное поле, но внутреннее ядро спутника с тех пор замедлилось и остыло, в результате чего она потеряла свою геодинамику. Как и Луна, другие небесные тела в нашей Солнечной системе сейчас не имеют сильного магнитного поля. Например, около 3,9 миллиарда лет назад геодинамика Марса загадочным образом замедлилась, резко ослабив его магнитное поле, что в конце концов привело к потере атмосферы.

Но даже если бы планетарные магнитные поля этих небесных тел не пострадали, астронавт, находящийся на Луне или Марсе, все равно уловил бы там определенные магнитные сигналы, а именно магнитное поле коры – горной породы на внешней поверхности, которая все еще сохраняет свидетельства старого магнетизма.

А что дальше

Если вы покинете магнитосферу Земли и пролетите еще немного дальше, то компас, скорее всего, будет указывать на Юпитер. Это потому, что магнитосфера Юпитера массивная. По данным NASA, магнитосфера Юпитера является крупнейшей структурой в Солнечной системе, ее ширина достигает 21 миллион километров. Эта гигантская магнитосфера также создается ядром планеты и сейчас изучается космическим аппаратом "Юнона".

Но что, если астронавт вообще не находится в магнитосфере планеты? Большая часть космоса кажется пустой. Куда же укажет стрелка? Логика подсказывает, что она просто застынет на том месте, куда указывала в тот момент, когда на нее в последний раз действовало магнитное поле. Но на самом деле все не так. В пределах нашей Солнечной системы одна магнитосфера затмевает все остальные: магнитосфера Солнца.

Если вы находитесь в пределах гелиосферы (магнитного поля Солнца), но не возле планеты, то компас будет измерять магнитное поле, которое поступает от нашей звезды, а точнее от ее солнечного ветра. Дело в том, что удалившись от Солнца, магнитное поле ослабляется, а потому планеты могут его пересилить своим полем. Но когда планет рядом нет, то Солнце доминирует просто потому, что нет конкурентов.

Магнитосфера Солнца закручивается вокруг звезды по спирали и простирается втрое дальше, чем Плутон. По данным Национальной лаборатории магнитного поля, солнечный ветер несет собственное слабое магнитное поле, когда вырывается в Солнечную систему. Магнитное поле непосредственно на Солнце довольно беспорядочное, что можно увидеть на изображениях солнечных корональных петель. Эти арки плазмы следуют за линиями магнитного поля Солнца, которые становятся больше и сложнее, когда Солнце достигает своего солнечного максимума, пикового периода в его активности (как сейчас, например). Это настолько сложно, что настоящие север и юг звезды начинают немного размываться и в конце концов стрелки компаса будут постоянно колебаться.

Имеет ли компас вообще смысл в космосе

На самом деле традиционный компас, который калибруется с помощью стрелок "вверх" и "вниз", был бы довольно бессмысленным в космосе как навигационный инструмент. Существует несколько коммерчески доступных "3D" компасов, которые теоретически могут указать вам направление на магнитный север в космосе. Однако они не обязательно вернут вас обратно к Земле — только к ближайшему магнитному полю.

Впрочем, очень мощные компасы, которые называются магнитометрами, полезны в космосе, но не для навигации. NASA использует эти инструменты, чтобы понять больше о взаимодействии плазмы в космосе и уловить древние признаки геодинамики.