Электрическое поле планеты… перевернуто.

Открытие, удивившее геофизиков всего мира, произошло в Японии. Исследователи из Киото, Нагоя и Университеты Кюсю они обнаружили, что электрическое поле, окружающее Землю, не такое, как мы думали десятилетиями. Новые спутниковые данные и расширенное моделирование показывают, что утренняя часть магнитосферы, где до сих пор считалось, что она имеет положительный заряд, на самом деле отрицательный. И наоборот для дневной стороны.

Магнитосфера — это огромный «пузырь» магнитного поля, который защищает Землю от радиоактивного и заряженного вещества, постоянно испускаемого Солнцем. В рамках этой области ученые они знают, что существует электрическая сила, простирающаяся от стороны рассвета до стороны сумерек. Это электрическое движение влияет на критические явления, такие как геомагнитные бури, которые, в свою очередь, могут вызвать сбои в работе спутников и телекоммуникаций.

До недавнего времени преобладающей теорией было то, что электрический ток в магнитосфере начинается на положительно заряженной стороне — утреннем полушарии — и течет к ночной стороне, несущей отрицательный заряд. Но последние спутниковые измерения показали прямо противоположное: утренняя сторона заряжена отрицательно, а дневная сторона заряжена положительно. Поворот, который, по мнению исследователей, фундаментально меняет наше понимание поведения магнитного поля Земли.

Чтобы понять, как возникает эта «перевернутая» картина, группа японских исследователей использовала крупномасштабное магнитогидродинамическое (МГД) моделирование. Эти симуляции показывают, как непрерывный поток заряженных частиц в солнечном ветре взаимодействует с магнитным полем Земли.

Результаты подтвердили спутниковые наблюдения: утренняя часть магнитосферы несет отрицательный заряд, а дневная – положительный. Однако, явление неоднородно. В полярных широтах распределение зарядов следует традиционной схеме, описываемой старой теорией. Напротив, вблизи экватора полярность полностью меняется, создавая впечатляющую «электрическую границу» между двумя зонами.

Руководитель исследования, Юсуке Эбихара из Киотского университета, объясняет, что ответ на парадокс кроется в движении плазмы — смеси заряженных частиц, составляющих основную материю Космоса вокруг Земли.

Когда магнитная энергия Солнца попадает в магнитосферу, она вызывает круговое движение плазмы вокруг Земли: по часовой стрелке с западной стороны и к полюсам. В то же время силовые линии магнитного поля Земли простираются от южного полушария к северному, то есть вверх у экватора и вниз на полярных концах.

Именно эта противоположная ориентация плазменного потока и магнитных линий приводит к изменению электрических зарядов. Как подчеркнул После всего«электрическое поле и распределение зарядов являются не причиной, а следствием движения плазмы». Другими словами, электрические аномалии вокруг Земли не создают явление, а лишь отражают его динамику.

Это открытие дело не только в нашей планете. Плазма и электрические силы являются фундаментальным механизмом для всех магнитных сред Солнечной системы. Новое понимание того, как движутся заряды в магнитосфере Земли, может помочь объяснить аналогичные явления вокруг таких планет, как Юпитер и Сатурн, которые имеют сильные магнитные поля и обширные радиационные пояса.

Кроме того, исследование проливает свет на динамические процессы, которые влияют на радиационные пояса Земли, регионы, полные высокоэнергетических частиц, которые могут угрожать спутникам и космическим кораблям. Понимание того, как движение плазмы изменяет электрические поля, может помочь улучшить прогнозирование космической погоды и защитить критически важные объекты. технологический инфраструктура.

Исследование университетов Киото, Нагои и Кюсю не просто бросает вызов старой гипотезе, оно переопределяет то, как мы понимаем взаимосвязь между магнитосферой, плазмой и электричеством в космосе. Космос. Земля, похоже, не так «электрически симметрична», как мы думали.

Это новое понимание открывает путь к более реалистичным моделям космической физики и предлагает инструмент для понимания того, как развиваются планетарные магнитные щиты.

[source]