Нови наблюдения от спътници и компютърни симулации разкриват, че магнитното поле на Земята е значително по-сложно, отколкото учените смятаха досега.

Оказва се, че неговият „електрически пулс“ тече в обратна посока спрямо предвижданията на утвърдените модели.

Пулсът на магнитосферата

Земята е обгърната от огромен магнитен балон – магнитосферата, която я защитава от слънчевия вятър, постоянен поток от заредени частици, идващи от Слънцето.

Когато този поток срещне магнитното поле, се генерират електрически токове и магнитни сили, които формират космическото време – от ярки полярни сияния до бури, способни да нарушат работата на спътници, електропреносни мрежи и комуникации.

Десетилетия наред науката приемаше, че електрическото разпределение в магнитосферата е сравнително просто:

• положителен заряд от страната на зорницата (сутрин),
• отрицателен заряд от страната на залеза (вечер).

Но нови данни показват, че реалността е много по-сложна – и частично „обърната с главата надолу“.

Откритие, което променя модела

Екип, ръководен от професор Юсуке Ебихара от университета в Киото, установява, че страната на магнитосферата, обърната към сутринта, всъщност носи отрицателен заряд, а страната към вечерта – положителен.

Резултатите са публикувани в списание Journal of Geophysical Research: Space Physics и допринасят за по-доброто разбиране на това как електрическите и магнитните сили се пренасят през околоземното пространство.

Това има пряко значение за прогнозите за космическото време и защитата на технологиите на Земята и в орбита.

Учените анализирали данни от мисията Magnetospheric Multiscale (MMS) на NASA, която изучава процеса на магнитно свързване и разкачване – явление, при което слънчевата енергия се освобождава експлозивно в близкото до Земята пространство.

Паралелно с това екипът провел подробни компютърни симулации, които моделират взаимодействието между магнитното поле и постоянен поток слънчев вятър.

Резултатите потвърждават, че полярните области се държат според очакванията. Но в областите близо до екватора моделът се обръща напълно.

„Според класическата теория зарядите над полярните региони и екваториалната равнина трябва да имат еднаква полярност. Защо тогава наблюдаваме противоположни зарядови модели?“, пита “, Ебихара.

И отговорът се крие в… движението на плазмата

Ключът към загадката се крие в движението на заредените частици. Когато слънчевата енергия удари магнитното поле, тя кара плазмата да се завихря около планетата:

• от страната на залеза плазмата се движи по часовниковата стрелка и навлиза към полюсите;
• магнитните линии, според конфигурацията си, сочат нагоре при екватора и надолу към полюсите.

Тъй като направленията на плазмения поток и магнитното поле се противопоставят, това променя начина, по който зарядите се натрупват — и създава наблюдаваната „инверсия“.

„Електрическата сила и разпределението на заряда са следствия, а не причини“, подчертава Ебихара.

Новите открития показват, че различни части от магнитосферата могат да се държат по коренно различен начин.

Това изисква прецизно преразглеждане на моделите за космическото време и начина, по който слънчевата енергия навлиза в горната атмосфера.

Знанията могат да бъдат приложени и към изучаването на гигантските магнитосфери на планети като Юпитер и Сатурн, където взаимодействията със слънчевия вятър протичат по подобни, но още по-мащабни механизми.