Μαγνητόσφαιρα ονομάζεται η περιοχή του διαστήματος που επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Μέσα σε αυτή τη γιγάντια «μαγνητική φούσκα», οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ένα ηλεκτρικό πεδίο που εκτείνεται από τη μεριά της Γης όπου ανατέλλει ο Ήλιος έως εκείνη όπου δύει. Αυτή η μεγάλης κλίμακας ηλεκτρική δύναμη αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για τις γεωμαγνητικές καταιγίδες, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν δορυφόρους και τηλεπικοινωνίες.
Επειδή τα ηλεκτρικά πεδία κινούνται από θετικά προς αρνητικά φορτία, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η μαγνητόσφαιρα ήταν θετικά φορτισμένη στην πρωινή πλευρά και αρνητικά στην απογευματινή. Ωστόσο, πρόσφατες μετρήσεις δορυφόρων ανέτρεψαν αυτή την υπόθεση, αποκαλύπτοντας πως η κατανομή των φορτίων είναι ακριβώς αντίστροφη.
Η αναπάντεχη αυτή ανακάλυψη οδήγησε ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια και το Πανεπιστήμιο του Κιούσου να επανεξετάσουν τον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνονται και διατηρούνται τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της μαγνητόσφαιρας.
Προσομοιώσεις και νέα δεδομένα
Για να δοκιμάσουν τις υποθέσεις τους, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν εκτεταμένες προσομοιώσεις μαγνητοϋδροδυναμικής (MHD), αναπαριστώντας τις συνθήκες του διαστήματος κοντά στη Γη. Το μοντέλο περιλάμβανε συνεχή ροή ταχέων σωματιδίων από τον Ήλιο, γνωστή ως ηλιακός άνεμος. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν τις δορυφορικές παρατηρήσεις, δείχνοντας ότι η πρωινή πλευρά της μαγνητόσφαιρας φέρει αρνητικό φορτίο, ενώ η απογευματινή θετικό – με εξαίρεση ορισμένες περιοχές.
Στα πολικά γεωγραφικά πλάτη, η πολικότητα των φορτίων συμφωνεί με την παραδοσιακή θεωρία. Κοντά στον ισημερινό όμως, το μοτίβο αντιστρέφεται σε εκτεταμένη περιοχή, δημιουργώντας έντονη διαφοροποίηση μεταξύ των δύο ζωνών.
Η κίνηση του πλάσματος δίνει την απάντηση
«Σύμφωνα με τη συμβατική θεωρία, η πολικότητα των φορτίων στο ισημερινό επίπεδο και πάνω από τις πολικές περιοχές θα έπρεπε να είναι ίδια. Γιατί λοιπόν παρατηρούμε το αντίθετο; Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από την κίνηση του πλάσματος», εξηγεί ο Γιουσούκε Εμπιχάρα, επικεφαλής ερευνητής του Πανεπιστημίου του Κιότο.
Όταν η μαγνητική ενέργεια του Ήλιου εισέρχεται στο γήινο μαγνητικό πεδίο, κινείται δεξιόστροφα στην απογευματινή πλευρά και κατευθύνεται προς τους πόλους. Ταυτόχρονα, οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου της Γης εκτείνονται από το νότιο προς το βόρειο ημισφαίριο – ανοδικά κοντά στον ισημερινό και καθοδικά στους πόλους. Αυτή η αντίθετη κατεύθυνση μεταξύ μαγνητικού πεδίου και ροής πλάσματος προκαλεί την αναστροφή στην κατανομή των φορτίων.
«Η ηλεκτρική δύναμη και η κατανομή των φορτίων αποτελούν αποτελέσματα, όχι αιτίες, της κίνησης του πλάσματος», σημειώνει ο Εμπιχάρα. Η παρατήρηση αυτή αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες ερμηνεύουν τη ηλεκτρική δραστηριότητα στο κοντινό διάστημα της Γης.
Επιπτώσεις για την πλανητική επιστήμη
Η μεταφορά πλάσματος – η μεγάλης κλίμακας ροή φορτισμένων σωματιδίων μέσα στη μαγνητόσφαιρα – καθοδηγεί πολλά δυναμικά φαινόμενα του διαστήματος. Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι αυτή η κίνηση επηρεάζει και τις ζώνες ακτινοβολίας της Γης, όπου συγκεντρώνονται σωματίδια υψηλής ενέργειας.
Η νέα έρευνα, φωτίζοντας τον τρόπο που η κίνηση του πλάσματος διαμορφώνει τα ηλεκτρικά πεδία, ενισχύει την κατανόηση των μαγνητικών διεργασιών στο διάστημα. Παράλληλα, προσφέρει πολύτιμες ενδείξεις για παρόμοια φαινόμενα σε άλλους πλανήτες, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, διευρύνοντας τη γνώση μας για την εξέλιξη των πλανητικών περιβαλλόντων στο ηλιακό σύστημα.
Πηγή: sciencedaily.com
