Ученые обнаружили неожиданный поворот в магнитном поле Земли

Новое исследование показало, что электрическая пульсация в магнитосфере Земли идет в направлении, противоположном тому, что предсказывали классические модели, пишет Space.com. Земля окружена магнитосферой — гигантским магнитным «пузырем», который защищает планету от солнечного ветра. Когда заряженные частицы Солнца сталкиваются с этим полем, они возбуждают электрические токи, формирующие динамичную картину космической погоды.

Долгое время считалось, что утренняя сторона магнитосферы заряжена положительно, а вечерняя — отрицательно. Однако новое исследование под руководством Юсукэ Эбихары из Киотского университета показало обратную картину: утром система несет отрицательный заряд, вечером — положительный. Работа, опубликованная в Journal of Geophysical Research: Space Physics, основывается на данных миссии НАСА MMS, изучающей магнитное пересоединение — процесс, при котором магнитные поля Солнца и Земли соединяются и разрываются, высвобождая энергию и вызывая бури и сияния. Ученые дополнительно провели детальное моделирование, чтобы воспроизвести поведение плазмы под постоянным воздействием солнечного ветра. Модели подтвердили, что в полярных областях электроструктура соблюдает классические представления, но вблизи экватора наблюдается «переворот»: распределение зарядов противоположно ожидаемому и охватывает огромную область магнитосферы. «Согласно традиционной теории, полярность заряда в экваториальной плоскости и над полярными областями должна быть одинаковой. Почему же тогда мы видим противоположные полярности между этими областями?», — говорит Эбихара. Объяснение эффекта Эбихара добавил, что это изменение полярности можно объяснить движением заряженных частиц, а не накоплением статического электричества. Когда энергия Солнца попадает в магнитное поле Земли, она вызывает завихрение плазмы вокруг планеты. На теневой стороне Земли эта плазма движется по часовой стрелке к полюсам. Между тем, линии магнитного поля Земли проходят из Южного полушария в Северное — вверх у экватора и вниз у полюсов, согласно заявлению. Поскольку движение плазмы и линии магнитного поля ориентированы в противоположных направлениях, их взаимодействие изменяет способ накопления электрического заряда в различных частях магнитосферы, создавая «инверсию», которую наблюдали ученые. По словам исследователей, это открытие уточняет модели распространения энергии в околоземном космосе и может улучшить прогнозирование космической погоды, важной для работы инфраструктуры и спутников. Кроме того, результаты могут помочь понять магнитосферы других планет — например, Юпитера и Сатурна, чьи собственные огромные магнитные оболочки взаимодействуют с солнечным ветром сходными механизмами.