Co to jest ogon magnetyczny?
Ogon magnetyczny (magnetotail, ogon magnetosferyczny) to wydłużona, wyciągnięta część magnetosfery planety (lub innego ciała z polem magnetycznym) po stronie nocnej (antysolarnej), rozciągnięta przez ciągły napór wiatru słonecznego. Podczas gdy po stronie dziennej magnetosfera jest skompresowana i stosunkowo zwarta (granica magnetopauzy w odległości ok. 10 promieni Ziemi od centrum), ogon magnetyczny Ziemi rozciąga sie za orbitę Księżyca – na odległość co najmniej 500-1000 promieni Ziemi. Struktura ogona: dwa płaty (lobes) o przeciwnych biegunowościach pola magnetycznego, oddzielone przez cienki prąd wsteczny (plasma sheet / current sheet).
Rekonekcja magnetyczna w ogonie: pole magnetyczne w dwóch płatach ogona ma przeciwne biegunowości – w plazmosferze między nimi dochodzi do rekonekcji (łączenia linii pola), podczas której energia magnetyczna zamieniana jest w energię kinetyczną i termiczną plazmy. Wyrzucone plazmoidalne bąble (plasmoids) przemieszczają sie w dół ogona, a przyspieszone elektrony i protony pędzą wzdłuż linii pola ku biegunom planety – wywołując zorze polarne (aurora borealis/australis). Burzliwe rekoneckcje ogonowe są mechanizmem podburzenia magnetosferycznego (substorm) – gwałtowne rozładowanie energii zgromadzonej w ogonie w ciągu kilku minut. Kluczowe misje badające ogon: Cluster (ESA, 4 satelity, 2000-nadal), MMS (NASA, Magnetospheric Multiscale Mission, 4 satelity, 2015-nadal – bezprecedensowa rozdzielczość pomiarów procesu rekonekcji). THEMIS (NASA, 5 satelitów, 2007) mierzy przyczyny substormów. Ogon magnetyczny Jowisza: największy obiekt w Układzie Słonecznym – sięga za orbitę Saturna (ponad 700 mln km). Ogon Saturna, Merkurego, Ganimedesa (Jowiszowy księżyc z własną magnetosferą). Komety w ogonie magnetycznym Ziemi: co ok. 8 lat orbita Księżyca w pełni przebiega przez ogon magnetyczny i promieniowanie przelatuje przez ogon przez kilkanaście godzin (tarcza selenosfery jest minimalna).
Ogon magnetyczny Ziemi ma subtelną spiralną strukturę spowodowaną obrotem Ziemi i osią pola magnetycznego (nachylenie ok. 11 stopni do osi obrotu) – cała magnetosfera wahadłuje z okrutem dobowym. Zdarzenia rekonekcji w bliskim ogonie (wewnętrzny ogon, ok. 10-30 R_Z) wywołują gwałtowne substormy obserwowane przez sieci naziemne magnetometrów i kamer zorzowych (AuroraMax, Norwegian All-Sky, polska siec INTERMAGNET). Satelita GOES monitoruje pole magnetyczne w GEO (ok. 6,6 R_Z) i jest pierwszym wskaźnikiem nadchodzących burz magnetycznych. Burze geomagnetyczne wywoływane przez CME Słońca przez kilka dni rozszerzają magnetosferę od strony dziennej i nasilają rekonekcje w ogonie – generując ekstremalną aktywność zorzową widoczną do szerokości 40-50 stopni (np. Polska, Niemcy) jak w maju 2024 roku.