Peneliti telah menemukan bahwa magnetosfer Bumi membawa muatan listrik terbalik di sisi paginya, bertentangan dengan asumsi yang dipegang lama. Data satelit dan simulasi mengungkap muatan negatif di sana alih-alih positif, dengan pola yang berbalik dekat khatulistiwa. Penemuan ini, yang dipimpin oleh tim dari universitas Jepang, menjelaskan peran gerakan plasma dalam membentuk cuaca luar angkasa.
Magnetosfer Bumi, gelembung pelindung yang terbentuk oleh medan magnetnya, memengaruhi badai geomagnetik yang dapat mengganggu satelit dan komunikasi. Ilmuwan sebelumnya mengasumsikan bahwa wilayah ini bermuatan positif di sisi pagi dan negatif di sisi malam, karena gaya listrik mengalir dari positif ke negatif. Namun, pengukuran satelit baru-baru ini menunjukkan sebaliknya: sisi pagi bermuatan negatif, sementara sisi malam positif.
Sebuah tim dari Universitas Kyoto, Universitas Nagoya, dan Universitas Kyushu menyelidiki anomali ini menggunakan simulasi magnetohidrodinamika skala besar. Model-model ini memasukkan aliran stabil angin matahari berkecepatan tinggi dari matahari. Hasilnya mengonfirmasi pengamatan, menunjukkan bahwa pola terbalik tidak berlaku secara seragam. Di wilayah kutub, polaritas muatan selaras dengan teori tradisional, tetapi dekat khatulistiwa, pola itu berbalik di area luas.
Pembalikan ini berasal dari gerakan plasma. "Dalam teori konvensional, polaritas muatan di bidang khatulistiwa dan di atas wilayah kutub seharusnya sama. Mengapa, maka, kita melihat polaritas berlawanan antara wilayah-wilayah ini? Ini sebenarnya dapat dijelaskan oleh gerakan plasma," jelas penulis koresponden Yusuke Ebihara dari Universitas Kyoto. Energi magnetik matahari memasuki medan Bumi, bergerak searah jarum jam di sisi senja menuju kutub. Garis medan Bumi berjalan ke atas dekat khatulistiwa dan ke bawah dekat kutub, menciptakan orientasi berlawanan dengan aliran plasma yang menyebabkan pembalikan muatan.
"Gaya listrik dan distribusi muatan keduanya adalah hasil, bukan penyebab, dari gerakan plasma," tambah Ebihara. Wawasan ini memperjelas konveksi plasma, yang mendorong fenomena luar angkasa seperti sabuk radiasi yang penuh dengan partikel berenergi tinggi. Penelitian ini, yang diterbitkan di Journal of Geophysical Research: Space Physics, juga memiliki implikasi bagi planet lain seperti Jupiter dan Saturnus, meningkatkan pemahaman tentang dinamika magnetosfer di seluruh tata surya.