Взаимосвязь между распределением заряда (зарядкой), электрической силой и потоком плазмы (конвекцией) вблизи экваториальной плоскости магнитосферы. Источник: Киотский университет / лаборатория Эбихара
Исследовательская группа, объединившая учёных из Киотского, Нагойского и университета Кюсю, опубликовала исследование, опровергающее доминирующие представления о магнитосфере Земли.
Область пространства, находящаяся под влиянием магнитного поля Земли, называется магнитосферой. Внутри этого защитного слоя учёные наблюдали электрическую силу, действующую с утренней стороны планеты на вечернюю. Это огромное электрическое поле играет решающую роль в возникновении возмущений в околоземном космическом пространстве, включая геомагнитные бури.
До сих пор считалось что электрическое поле внутри магнитосферы движется от положительно заряженной утренней стороны планеты к отрицательно заряженной вечерней. Анализ последних спутниковых измерений позволил сделать вывод, что утренняя сторона, наоборот, имеет отрицательный заряд, а вечерняя – положительный.
Исследователи провели моделирование процессов, происходящих в космосе и на основе магнитогидродинамические симуляций, был воссоздан поток солнечного ветра, чтобы проверить, как плазма взаимодействует с магнитным полем Земли. Полученные результаты подтвердили: заряженность сторон действительно оказалась противоположной, хотя эта закономерность не является одинаковой во всех регионах.
В полярных регионах полярность остаётся в соответствии с традиционными представлениями. В экваториальном же регионе, напротив, она меняется на противоположную на обширной территории.
Учёные пришли к выводу, что движение плазмы влияет на смену полярности в магнитосфере. Магнитная энергия, поступающая от Солнца, движется по часовой стрелке на стороне сумерек и направляется к полярным областям. Между тем магнитное поле Земли направлено от Южного полушария к Северному, т.е. вверх у экватора и вниз вблизи полюсов. Из-за этого относительная ориентация движения плазмы и магнитного поля меняется между регионами, что и обуславливает противоположную заряженность.
Исследование, опубликованное в JGR Space Physics, открывает новые возможности для анализа больших потоков плазмы в космосе и объясняет процессы, происходящие вокруг намагниченных планет, таких как Юпитер и Сатурн.
