اكتشف العلماء الذين يدرسون المجال المغناطيسي للأرض أن نبضات قلبها الكهربائية تتدفق في الاتجاه المعاكس لما تنبأت به النماذج القديمة.
الأرض محاطة بفقاعة مغناطيسية ضخمة تسمى الغلاف المغناطيسي، الذي يحمي الكوكب من الرياح الشمسية، تيار الجسيمات المشحونة التي تهب باستمرار من الشمس. عندما تصطدم الرياح الشمسية المجال المغناطيسي للأرض، فهو يثير التيارات الكهربائية والقوى المغناطيسية التي تحرك الطقس الفضائي، من الشفق محطم الأرقام القياسية للعواصف القادرة على التعطيل الأقمار الصناعية وشبكات الكهرباء والاتصالات.
لعقود من الزمن، اعتقد العلماء أن الغلاف المغناطيسي له تخطيط كهربائي بسيط، مع الشحنة الموجبة على الجانب الصباحي (“الفجر”) من الأرض والشحنة السالبة على الجانب المسائي (“الغسق”)، مما يعكس كيف تدفع المجالات الكهربائية عادةً الجسيمات المشحونة من المناطق الموجبة إلى المناطق السالبة. لكن بيانات الأقمار الصناعية الجديدة وعمليات المحاكاة الحاسوبية تظهر أن الصورة أكثر تعقيدا، ومقلوبة جزئيا رأسا على عقب.
ووجد فريق بقيادة يوسوكي إبيهارا، الأستاذ في معهد أبحاث الغلاف الإنساني المستدام بجامعة كيوتو في اليابان، أن الجانب الصباحي من الغلاف المغناطيسي يحمل في الواقع شحنة سالبة، بينما الجانب المسائي إيجابي.
النتائج الموضحة في أ ورق نشرت في وقت سابق من هذا العام في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: فيزياء الفضاء، لتحسين فهم العلماء لكيفية تدفق القوى الكهربائية والمغناطيسية عبر البيئة الفضائية للأرض – رؤى يمكن تحسينها الطقس الفضائي التنبؤ وحماية التكنولوجيا في المدار وعلى الأرض.
وللوصول إلى استنتاجاتهم، قام إيبيهارا وفريقه بتحليل البيانات من الغلاف المغناطيسي المتعدد النطاق التابع لناسا، أو رسائل الوسائط المتعددة، المهمة، التي تبحث في كيفية انتقال الطاقة الشمسية بشكل متفجر إلى الفضاء القريب من الأرض من خلال دراسة كيفية اتصال وانفصال المجالات المغناطيسية للشمس والأرض. هذه العملية، التي تسمى إعادة الاتصال المغناطيسي، تطلق الطاقة الشمسية بشكل انفجاري في الفضاء القريب من الأرض، مما يؤدي إلى تأجيج العواصف والفيضانات. الشفق.
أجرى الباحثون أيضًا عمليات محاكاة حاسوبية مفصلة لإعادة تهيئة الظروف حول الأرض في ظل تدفق مستمر من الرياح الشمسية. وأكدت النتائج أن القطبين يتصرفان كما هو متوقع، ولكن المناطق القريبة من خط الاستواء معكوسة، حيث تمتد أنماط الشحنات المعاكسة على مساحة واسعة.
وقال إبيهارا في مقالة له: “في النظرية التقليدية، يجب أن تكون قطبية الشحنة في المستوى الاستوائي وفوق المناطق القطبية هي نفسها”. إفادة. “لماذا إذن نرى قطبية معاكسة بين هذه المناطق؟”
وأضاف إبيهارا أن هذا الانعكاس يمكن تفسيره بحركة الجسيمات المشحونة، بدلاً من تراكم الكهرباء الساكنة. عندما الطاقة من الشمس يضرب المجال المغناطيسي للأرض، ويسبب بلازما للالتفاف حول الكوكب. وعلى الجانب الغسق من الأرض، تتدفق تلك البلازما في اتجاه عقارب الساعة وتتحرك نحو القطبين. وفي الوقت نفسه، تمتد خطوط المجال المغناطيسي للأرض من نصف الكرة الجنوبي إلى نصف الكرة الشمالي، صعودًا بالقرب من خط الاستواء وأسفل بالقرب من القطبين، وفقًا للبيان.
ونظرًا لأن حركة البلازما وخطوط المجال المغناطيسي موجهة في اتجاهين متعاكسين، فإن تفاعلهما يغير الطريقة التي تتراكم بها الشحنة الكهربائية في أجزاء مختلفة من الغلاف المغناطيسي، مما يؤدي إلى حدوث “الانعكاس” الذي لاحظه العلماء.
وقال إبيهارا في نفس البيان: “إن القوة الكهربائية وتوزيع الشحنة هما نتائج، وليس أسباب، لحركة البلازما”.
من خلال إظهار أن أجزاء مختلفة من الغلاف المغناطيسي يمكن أن تتصرف بطرق متعاكسة، تضيف الدراسة فارقًا بسيطًا إلى نماذج كيفية دخول الطاقة من الشمس إلى الغلاف الجوي العلوي للأرض.
يمكن لهذه النتائج أيضًا تسليط الضوء على البيئات المغناطيسية للعوالم الأخرى، مثل كوكب المشتري و زحلويقول العلماء إن أغلفته المغناطيسية العملاقة تتفاعل مع الرياح الشمسية بطرق مماثلة.
التعليقات