Cientistas chocados com campo elétrico invertido ao redor da Terra

Como as forças elétricas passam de cargas positivas para negativas, os cientistas certa vez presumiram que a magnetosfera estava carregada positivamente no lado da manhã e negativamente no lado da noite. No entanto, medições recentes por satélite derrubaram essa ideia de longa data, revelando que a distribuição real da carga é o inverso do que era esperado.

Esta descoberta surpreendente levou pesquisadores da Universidade de Kyoto, da Universidade de Nagoya e da Universidade de Kyushu a revisitar como as características elétricas da magnetosfera são formadas e sustentadas.

Para testar suas hipóteses, a equipe usou simulações magnetohidrodinâmicas (MHD) em grande escala para recriar condições no espaço próximo à Terra. O modelo deles incluía um fluxo constante de vento solar de alta velocidade, o fluxo constante de partículas carregadas emitidas pelo sol. Os resultados apoiaram as recentes observações de satélite, mostrando que o lado matinal da magnetosfera carrega uma carga negativa enquanto o lado oposto é positivo – mas este padrão não se aplica a todos os lugares.

Nas regiões polares, a polaridade da carga corresponde à teoria tradicional. Perto do equador, porém, o padrão atravessa uma ampla área, criando uma diferença marcante entre as duas zonas.

Movimento de plasma explica o mistério

“Na teoria convencional, a polaridade da carga no plano equatorial e acima das regiões polares deveria ser a mesma. Por que, então, vemos polaridades opostas entre essas regiões? Isto pode realmente ser explicado pelo movimento do plasma, “explica o autor correspondente Yusuke Ebihara, da Universidade de Kyoto.

Quando a energia magnética do Sol entra no campo magnético da Terra, ela se move no sentido horário no lado crepuscular do planeta e canaliza em direção aos pólos. Enquanto isso, as linhas do campo magnético da Terra vão do Hemisfério Sul ao Hemisfério Norte – para cima perto do equador e para baixo perto dos pólos. Esta orientação oposta entre o campo magnético e o fluxo de plasma leva à reversão na distribuição de carga entre as regiões.

“A força elétrica e a distribuição de carga são resultados, e não causas, do movimento do plasma”, diz Ebihara. Esta visão reformula a forma como os cientistas interpretam a atividade elétrica no ambiente próximo do espaço da Terra.

Implicações mais amplas para a ciência planetária

A convecção de plasma – o fluxo em grande escala de partículas carregadas dentro da magnetosfera – impulsiona muitos fenômenos espaciais dinâmicos. Estudos recentes também sugerem que este movimento influencia os cinturões de radiação da Terra, que são regiões repletas de partículas de alta energia e que se movem rapidamente.

Ao esclarecer como o movimento do plasma molda os campos elétricos, esta pesquisa aprofunda a compreensão do comportamento do plasma espacial em grande escala. Também esclarece processos semelhantes que ocorrem em outros mundos magnetizados, incluindo Júpiter e Saturno, expandindo a nossa compreensão de como os ambientes planetários evoluem em todo o sistema solar.