Вчені виявили, що магнітне поле Землі формує аномальну електричну структуру

Дослідники з університетів Кюсю, Кіото та Нагоя зафіксували нетиповий розподіл електричного заряду в магнітосфері Землі. За результатами нових супутникових спостережень, ранішній бік магнітосфери має негативний заряд, а вечірній — позитивний. Це суперечить усталеній моделі, яка передбачала протилежний напрямок.

Магнітосфера — це зона навколо планети, де діє її магнітне поле. У межах цієї області формується електричне поле, що простягається від ранкової до вечірньої сторони Землі та впливає на геомагнітні процеси. Раніше вважалося, що заряд у магнітосфері розподіляється від позитивного до негативного, однак нові дані змінюють уявлення про цей механізм.

Для пояснення спостережень команда провела магнітогідродинамічне моделювання з урахуванням впливу сонячного вітру — потоку заряджених частинок, що надходять від Сонця. Модель підтвердила: на ранішньому боці магнітосфери переважає негативний заряд, а на вечірньому — позитивний. У полярних регіонах розподіл заряду відповідає класичній теорії, тоді як в екваторіальних зонах він змінюється.

Провідний автор дослідження Юсуке Ебіхара пояснив, що така картина пов’язана з рухом плазми. За його словами, сонячна енергія циркулює за годинниковою стрілкою на вечірньому боці магнітосфери та спрямовується до полюсів. Магнітне поле Землі орієнтоване від Південного до Північного полюса, що створює протилежні напрямки руху плазми та магнітного поля, формуючи змінений розподіл заряду.

Ебіхара наголосив, що електричне поле та заряд є наслідком, а не причиною руху плазми. Отримані результати дають змогу краще зрозуміти механізми конвекції плазми, які впливають на формування радіаційних поясів. Відкриття також може бути корисним для дослідження магнітних полів інших планет, зокрема Юпітера та Сатурна.

Роботу опубліковано в журналі Jour­nal of Geo­phys­i­cal Research: Space Physics.