Žemės magnetosfera yra erdvės regionas, kuriame dominuoja mūsų planetos magnetinis laukas. Ji apsaugo mus nuo Saulės vėjo ir kosminių spindulių, o magnetinio lauko nugintos vėjo dalelės, pataikiusios į atmosferą, sukelia šiaurės pašvaistes.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Magnetinis laukas, kaip žinia, glaudžiai susijęs su elektriniu. Magnetosfera – ne išimtis: seniai žinoma, kad joje tvyro ir didžiulis elektrinis laukas, nukreiptas nuo rytinės planetos pusės link vakarinės. Jis reikšmingai prisideda prie geomagnetinių audrų ir kitų kosminio oro reiškinių. Elektrinio lauko jėga veikia nuo teigiamo krūvio link neigiamo, tad buvo manoma, kad rytinėje planetos pusėje magnetosfera pilna teigiamų krūvininkų – protonų ir jonų, o vakarinėje – neigiamų, elektronų. Tačiau naujausi palydovų stebėjimai atskleidė visiškai priešingą vaizdą, bent jau arti pusiaujo. O štai prie ašigalių krūviai pasiskirstę taip, kaip tikėtasi.
Dabar mokslininkai, naudodami magnetohidrodinaminius modelius, išsiaiškino šio reiškinio priežastis. Tyrėjai modeliuose atkūrė Žemės aplinką, imituodami pastovų Saulės vėjo srautą. Skaičiavimai patvirtino palydovų duomenis: pusiaujo plokštumoje rytinė magnetosferos pusė tikrai įkrauta neigiamai, o vakarinė – teigiamai. Ašigalių regionuose gautas vaizdas atitinka tradicinės teorijos prognozes, vėlgi taip pat, kaip rodo stebėjimai.
Tokio netolygaus pasiskirstymo priežastis – plazmos judėjimas magnetinio lauko atžvilgiu. Magnetinė energija iš Saulės vėjo patenka į magnetosferą ir vakarinėje planetos pusėje ima suktis pagal laikrodžio rodyklę, kartu judėdama ašigalių link. Žemės magnetinis laukas nukreiptas nuo pietų ašigalio link šiaurės, taigi pusiaujo plokštumoje jis kyla aukštyn, o prie ašigalių leidžiasi žemyn. Dėl to plazmos srautas ir magnetinis laukas šiuose regionuose pasiskirsto priešingai.
Šie rezultatai duoda išvadą, jog elektrinė jėga ir krūvių pasiskirstymas yra plazmos judėjimo pasekmės, o ne priežastys. Šis atradimas keičia supratimą apie fundamentalius plazmos procesus kosmose ir padės geriau suprasti ne tik Žemės, bet ir kitų magnetinį lauką turinčių planetų, pavyzdžiui Jupiterio ir Saturno, aplinkos reiškinius.
Tyrimas publikuotas „Journal of Geophysical Research: Space Physics“.
