Магнитосфера — это большая магнитная оболочка вокруг Земли, которая защищает нас от солнечного ветра. Солнечный ветер — это поток заряженных частиц от Солнца, который может вызывать авроры, а также мешать работе спутников, электросетей и связи.

Много лет ученые считали, что магнитосфера имеет простую электрическую структуру: положительный заряд на стороне восхода солнца и отрицательный — на стороне заката. Но новые результаты показали обратное.

Команда под руководством профессора Юсуке Ебихара из Киотского университета обнаружила, что утром заряд в магнитосфере является отрицательным, а вечером — положительным. Это противоречит давней теории.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics и помогает лучше понять, как электрические и магнитные силы работают в космической среде вокруг Земли. Это важно, в частности, для прогнозирования космической погоды и защиты техники.

Чтобы получить эти данные, команда проанализировала измерения миссии NASA MMS (Magnetospheric Multiscale). Эта миссия исследует, как энергия Солнца попадает в околоземное пространство через процесс, который называется магнитным пересоединением.

Также исследователи создали компьютерные модели, которые воссоздали условия вокруг Земли под постоянным солнечным ветром. Они подтвердили: у полюсов все работает так, как ожидали, но вблизи экватора заряд «перевернут».

Объясняя это явление, Эбихара отметил: «В традиционной теории полярность заряда над полюсами и в экваториальной плоскости должна быть одинаковой. Почему же мы видим противоположные заряды?»

По словам ученого, дело не в «статическом» электрическом заряде, а в движении плазмы — заряженного газа, который движется вокруг Земли. Солнечная энергия заставляет плазму закручиваться. На вечерней стороне она движется по часовой стрелке и поднимается к полюсам. Магнитные линии Земли при этом направлены в противоположные стороны в разных зонах — вверх у экватора и вниз у полюсов. Поэтому заряд в разных частях магнитосферы накапливается по-разному.

В заявлении Эбихара объяснил: «Электрическая сила и распределение заряда — это последствия движения плазмы, а не его причина».

Новое исследование показывает, что разные участки магнитосферы могут вести себя по-разному. Это уточняет модели того, как солнечная энергия попадает в верхние слои атмосферы Земли.

Также эти результаты могут помочь понять магнитные поля других планет — например, Юпитера или Сатурна, ведь их магнитосферы тоже взаимодействуют с солнечным ветром подобным образом.