Magnetosfera, regione nell’atmosfera in cui i fenomeni magnetici e l’elevata conduttività atmosferica causata dalla ionizzazione sono importanti per determinare il comportamento delle particelle cariche.
La Terra, in contrasto con Marte e Venere, ha un campo magnetico superficiale significativo (circa 0,5 gauss), che, come il suo campo gravitazionale, diventa più debole all’aumentare della distanza dal centro della Terra. Nella direzione del Sole, a circa 10 raggi terrestri (quasi 65.000 km, o 40.000 miglia), il campo magnetico è così debole che la pressione associata alle particelle che fuoriescono dalla gravità terrestre è paragonabile alla pressione opposta associata al vento solare—il flusso principalmente di protoni ed elettroni che fuoriescono dal campo gravitazionale del Sole. Questa regione di equilibrio, con uno spessore caratteristico di 100 km (60 miglia), è chiamata magnetopausa e segna il confine esterno della magnetosfera. Il limite inferiore della magnetosfera si trova a diverse centinaia di chilometri sopra la superficie terrestre.
Sul lato notturno, o sul lato lontano dal Sole, le forze associate al campo magnetico e al vento solare sono parallele, e quindi la magnetosfera si estende per una distanza considerevole, forse anche diverse unità astronomiche (un’unità astronomica è la distanza media tra la Terra e il Sole, circa 1,5 × 108 km).
Nella direzione perpendicolare al vento solare, il movimento casuale delle particelle del vento solare esercita una piccola pressione sul campo magnetico, restringendo leggermente la magnetosfera. Il risultato netto è che la forma della magnetosfera in termini lordi è simile a quella di una cometa, con la Terra situata vicino al nucleo, o testa, della “cometa” e la “coda” magnetosferica che si estende ben oltre la Terra, lontano dal Sole.
Tra 10 e 13 raggi terrestri verso il Sole, esiste il magnetosheath, una regione di turbolenza magnetica in cui sia la magnitudine che la direzione del campo magnetico terrestre variano in modo irregolare. Si pensa che questa regione disturbata sia causata dalla produzione di onde d’urto magnetoidrodinamiche, che a loro volta sono causate da particelle di vento solare ad alta velocità. Davanti a questo limite di bow shock, verso il Sole, c’è il vento solare indisturbato.