اكتشف الباحثون أن مغناطيسية الأرض تحمل شحنة كهربائية معكوسة على جانبها الصباحي، خلافاً للافتراضات المتداولة منذ زمن طويل. تكشف بيانات الأقمار الصناعية والمحاكاة عن شحنات سالبة هناك بدلاً من الإيجابية، مع انقلاب النمط بالقرب من خط الاستواء. هذا الاكتشاف، الذي قاده فرق من الجامعات اليابانية، يفسر دور حركة البلازما في تشكيل طقس الفضاء.
مغناطيسية الأرض، الفقاعة الواقية التي تشكلها مجالها المغناطيسي، تؤثر على العواصف الجيومغناطيسية التي يمكن أن تعطل الأقمار الصناعية والاتصالات. افترض العلماء سابقاً أن هذه المنطقة مشحونة إيجابياً على الجانب الصباحي وسالباً على الجانب المسائي، حيث تتدفق القوى الكهربائية من الإيجابي إلى السالب. ومع ذلك، أظهرت قياسات الأقمار الصناعية الأخيرة العكس: الجانب الصباحي مشحون سالباً، بينما الجانب المسائي إيجابي.
قامت فريق من جامعة كيوتو، وجامعة ناغويا، وجامعة كيوشو بدراسة هذه الشذوذ باستخدام محاكاة مغناطيسية هيدروديناميكية واسعة النطاق. دمجت هذه النماذج تدفقاً مستقراً من الرياح الشمسية عالية السرعة من الشمس. أكدت النتائج الملاحظات، مشيرة إلى أن النمط المعكوس لا ينطبق بشكل موحد. في المناطق القطبية، تتوافق قطبية الشحنة مع النظرية التقليدية، لكن بالقرب من خط الاستواء، تنقلب عبر منطقة واسعة.
ينبع الانقلاب من حركة البلازما. "في النظرية التقليدية، يجب أن تكون قطبية الشحنة في المستوى الاستوائي وفوق المناطق القطبية متسقة. لماذا، إذن، نرى قطبيات معاكسة بين هذه المناطق؟ يمكن شرح ذلك فعلياً بحركة البلازما"، يشرح المؤلف المقابل يوسوكي إبيهارا من جامعة كيوتو. تدخل الطاقة المغناطيسية الشمسية إلى مجال الأرض، متحركة باتجاه عقارب الساعة على جانب الغسق نحو الأقطاب. تمتد خطوط مجال الأرض صعوداً بالقرب من خط الاستواء وهبوطاً بالقرب من الأقطاب، مما يخلق اتجاهات معاكسة مع تدفق البلازما التي تؤدي إلى انقلاب الشحنة.
"القوة الكهربائية وتوزيع الشحنة هما كلاهما نتائج، لا أسباب، لحركة البلازما"، يضيف إبيهارا. توضح هذه الرؤية الدوران البلازمي، الذي يدفع ظواهر الفضاء مثل أحزمة الإشعاع المملوءة بجسيمات عالية الطاقة. البحث، المنشور في مجلة Journal of Geophysical Research: Space Physics، له أيضاً آثار على كواكب أخرى مثل المشتري وزحل، مما يعزز فهم ديناميكيات المغناطيسية في جميع أنحاء النظام الشمسي.