Des chercheurs ont découvert que la magnétosphère de la Terre porte une charge électrique inversée sur son côté matinal, contrairement aux hypothèses de longue date. Les données satellitaires et les simulations révèlent des charges négatives là-bas au lieu de positives, le schéma s'inversant près de l'équateur. Cette découverte, menée par des équipes d'universités japonaises, explique le rôle du mouvement du plasma dans la formation de la météo spatiale.
La magnétosphère de la Terre, la bulle protectrice formée par son champ magnétique, influence les tempêtes géomagnétiques qui peuvent perturber les satellites et les communications. Les scientifiques supposaient auparavant que cette région était positivement chargée du côté matinal et négativement chargée du côté vespéral, les forces électriques s'écoulant du positif vers le négatif. Cependant, des mesures satellitaires récentes ont montré le contraire : le côté matinal est négativement chargé, tandis que le côté vespéral est positif.
Une équipe de l'Université de Kyoto, de l'Université de Nagoya et de l'Université de Kyushu a étudié cette anomalie en utilisant des simulations magnétohydrodynamiques à grande échelle. Ces modèles ont intégré un flux constant de vent solaire à haute vitesse provenant du Soleil. Les résultats ont confirmé les observations, indiquant que le schéma inversé ne s'applique pas uniformément. Dans les régions polaires, la polarité de la charge s'aligne avec la théorie traditionnelle, mais près de l'équateur, elle s'inverse sur une large zone.
L'inversion provient du mouvement du plasma. « Dans la théorie conventionnelle, la polarité de la charge dans le plan équatorial et au-dessus des régions polaires devrait être la même. Pourquoi, alors, voyons-nous des polarités opposées entre ces régions ? Cela peut en fait être expliqué par le mouvement du plasma », explique l'auteur correspondant Yusuke Ebihara de l'Université de Kyoto. L'énergie magnétique solaire pénètre dans le champ terrestre, se déplaçant dans le sens des aiguilles d'une montre du côté crépusculaire vers les pôles. Les lignes de champ terrestre montent près de l'équateur et descendent près des pôles, créant des orientations opposées avec le flux de plasma qui mènent à l'inversion de charge.
« La force électrique et la distribution de charge sont toutes deux des résultats, non des causes, du mouvement du plasma », ajoute Ebihara. Cette compréhension clarifie la convection du plasma, qui anime des phénomènes spatiaux comme les ceintures de radiation remplies de particules à haute énergie. La recherche, publiée dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics, a également des implications pour d'autres planètes, comme Jupiter et Saturne, améliorant la compréhension de la dynamique magnétosphérique dans tout le système solaire.