Η περιοχή του διαστήματος που επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο της Γης ονομάζεται μαγνητόσφαιρα. Μέσα σε αυτήν την προστατευτική «φούσκα», οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει μια ηλεκτρική δύναμη που κινείται από την πλευρά της Γης όπου είναι πρωί προς εκείνη όπου είναι βράδυ. Αυτό το τεράστιο ηλεκτρικό πεδίο παίζει κρίσιμο ρόλο στη δημιουργία διαταραχών στο κοντινό διάστημα γύρω από τη Γη, όπως οι γεωμαγνητικές καταιγίδες.
Επειδή τα ηλεκτρικά πεδία κινούνται από το θετικό προς το αρνητικό φορτίο, οι ερευνητές πίστευαν μέχρι πρόσφατα ότι η «πρωινή» πλευρά της μαγνητόσφαιρας έφερε θετικό φορτίο, ενώ η «βραδινή» ήταν αρνητικά φορτισμένη. Ωστόσο, νέα δεδομένα από δορυφόρους αποκάλυψαν το αντίστροφο: η «πρωινή» πλευρά είναι στην πραγματικότητα αρνητικά φορτισμένη, ενώ η «βραδινή» θετικά φορτισμένη.
Αυτό το απροσδόκητο εύρημα οδήγησε μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια και το Πανεπιστήμιο του Κιούσου να εξετάσουν πιο προσεκτικά τους μηχανισμούς που διαμορφώνουν τη μαγνητόσφαιρα.
Για να διερευνήσουν το φαινόμενο, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν προσομοιώσεις μαγνητοϋδροδυναμικής (MHD) μεγάλης έκτασης, ώστε να αναπαραστήσουν τις συνθήκες στο κοντινό διάστημα γύρω από τη Γη. Προσομοίωσαν ένα σταθερό, υψηλής ταχύτητας ρεύμα πλάσματος από τον Ήλιο — γνωστό ως ηλιακό άνεμο. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν τις πρόσφατες παρατηρήσεις, δείχνοντας αρνητικό φορτίο στην «πρωινή» πλευρά και θετικό στη «βραδινή», αν και αυτό το μοτίβο δεν ήταν απόλυτα ομοιόμορφο σε όλες τις περιοχές. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Πολικές Vs. Ισημερινές περιοχές της μαγνητόσφαιρας
Στις πολικές περιοχές, η πολικότητα παραμένει σύμφωνη με όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα. Αντίθετα, στην ισημερινή περιοχή, η πολικότητα αντιστρέφεται σε μια εκτεταμένη ζώνη.
«Σύμφωνα με την παραδοσιακή θεωρία, η πολικότητα του ηλεκτρικού φορτίου στο επίπεδο του Ισημερινού και πάνω από τις πολικές περιοχές θα έπρεπε να είναι η ίδια. Γιατί λοιπόν βλέπουμε αντίθετες πολικότητες ανάμεσα σε αυτές τις περιοχές; Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από την κίνηση του πλάσματος», εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας Yusuke Ebihara από το Πανεπιστήμιο του Κιότο.
Καθώς η μαγνητική ενέργεια που προέρχεται από τον Ήλιο εισέρχεται στη μαγνητόσφαιρα, κυκλοφορεί δεξιόστροφα στην πλευρά όπου δύει ο Ήλιος (την βραδινή πλευρά) και στη συνέχεια ρέει προς τις πολικές περιοχές.
Από την άλλη πλευρά, το μαγνητικό πεδίο της Γης κατευθύνεται από το Νότιο Ημισφαίριο προς το Βόρειο Ημισφαίριο, πράγμα που σημαίνει ότι κοντά στο επίπεδο του Ισημερινού δείχνει προς τα πάνω, ενώ πάνω από τις πολικές περιοχές δείχνει προς τα κάτω. Ως αποτέλεσμα, η σχετική κατεύθυνση ανάμεσα στην κίνηση του πλάσματος και στο μαγνητικό πεδίο αντιστρέφεται ανάμεσα σε αυτές τις περιοχές.
«Η ηλεκτρική δύναμη και η κατανομή του φορτίου είναι αποτελέσματα -όχι αιτίες – της κίνησης του πλάσματος», καταλήγει ο Ebihara.
Συνέπειες για τη διαστημική και την πλανητική επιστήμη
Η μεταφορά, δηλαδή η ροή του πλάσματος μέσα στη μαγνητόσφαιρα, αποτελεί έναν από τους κύριους μηχανισμούς που προκαλούν διάφορα φαινόμενα στο διαστημικό περιβάλλον. Πρόσφατες μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι παίζει έμμεσο ρόλο στη ρύθμιση των ζωνών ακτινοβολίας — περιοχών που είναι γεμάτες με σωματίδια υψηλής ενέργειας τα οποία κινούνται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.
Τα ευρήματα αυτά συμβάλλουν σε μια καλύτερη κατανόηση της θεμελιώδους φύσης των μεγάλων ροών πλάσματος στο διάστημα. Επειδή τα φαινόμενα αυτά επηρεάζουν καθοριστικά τη μεταβλητότητα του διαστημικού περιβάλλοντος, η μελέτη αυτή προσφέρει επίσης πολύτιμες γνώσεις για τα πλανητικά περιβάλλοντα γύρω από πλανήτες, με δικό τους μαγνητικό πεδίο, όπως ο Δίας και ο Κρόνος.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου