A região do espaço controlada pelo campo magnético da Terra é chamada de magnetosfera. Nesta bolha magnética gigante, os cientistas observaram um campo elétrico que se estendia de manhã à noite na Terra. Esta eletricidade em grande escala tem um impacto significativo nas perturbações geomagnéticas, incluindo tempestades que podem perturbar satélites e comunicações.
Como a eletricidade passa de cargas positivas para negativas, os cientistas certa vez levantaram a hipótese de que a magnetosfera teria carga positiva no lado da manhã e carga negativa no lado da noite. No entanto, medições recentes por satélite derrubam esta ideia de longa data, revelando que a distribuição real de carga é oposta à esperada.
A surpreendente descoberta levou pesquisadores da Universidade de Kyoto, da Universidade de Nagoya e da Universidade de Kyushu a reexaminar como as propriedades elétricas da magnetosfera são formadas e mantidas.
Para testar a sua hipótese, a equipa utilizou simulações de magneto-hidrodinâmica (MHD) em grande escala para reconstruir as condições no espaço próximo da Terra. O seu modelo inclui um fluxo constante de vento solar de alta velocidade, bem como um fluxo constante de partículas carregadas emitidas pelo Sol. Os resultados apoiam observações recentes de satélite que mostram que o lado matutino da magnetosfera tem uma carga negativa e o outro tem uma carga positiva, mas este padrão não se aplica em todo o lado.
Nas regiões polares, a polaridade da carga é consistente com a teoria convencional. No entanto, perto do equador, o padrão inverte uma grande área, criando diferenças significativas entre as duas regiões.
O movimento do plasma explica o mistério
“Na teoria convencional, a polaridade das cargas acima do plano equatorial e dos pólos deveria ser a mesma. Então, por que vemos polaridades opostas entre essas regiões? Isso 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 da Terra e flui em direção aos pólos. Enquanto isso, as linhas do campo magnético da Terra se estendem do hemisfério sul ao hemisfério norte – para cima, perto do equador, e para baixo, perto dos pólos. Esta direção oposta entre o campo magnético e o fluxo de plasma resulta em uma reversão da distribuição de carga entre as regiões.
“Tanto a energia elétrica como a distribuição de carga são consequências do movimento do plasma, não a causa”, disse Ebihara. Esta visão redefine 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. Pesquisas recentes também mostraram que este movimento afeta os cinturões de radiação da Terra, áreas repletas de partículas de alta energia e que se movem rapidamente.
Ao elucidar como o movimento do plasma molda os campos elétricos, este estudo aprofunda nossa compreensão do comportamento do plasma em grandes escalas espaciais. Também revela 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.
