Μια ανακάλυψη που αιφνιδίασε τους γεωφυσικούς σε όλο τον κόσμο έρχεται από την Ιαπωνία. Ερευνητές από τα Kyoto, Nagoya και Kyushu Universities εντόπισαν ότι το ηλεκτρικό πεδίο που περιβάλλει τη Γη δεν είναι όπως νομίζαμε εδώ και δεκαετίες. Νέα δεδομένα από δορυφόρους και προηγμένες προσομοιώσεις δείχνουν πως το πρωινό τμήμα της μαγνητόσφαιρας, εκεί όπου μέχρι τώρα πιστευόταν ότι υπάρχει θετικό φορτίο, είναι στην πραγματικότητα αρνητικό. Και το αντίστροφο ισχύει για την πλευρά του απογεύματος.
Η μαγνητόσφαιρα είναι η τεράστια «φούσκα» μαγνητικού πεδίου που προστατεύει τη Γη από τη ραδιενεργό και φορτισμένη ύλη που εκπέμπει συνεχώς ο Ήλιος. Μέσα σε αυτό το πεδίο, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπάρχει μια ηλεκτρική δύναμη που εκτείνεται από τη μεριά όπου ξημερώνει προς εκείνη όπου πέφτει η νύχτα. Αυτή η ηλεκτρική κίνηση επηρεάζει κρίσιμα φαινόμενα όπως οι γεωμαγνητικές καταιγίδες, που με τη σειρά τους μπορούν να προκαλέσουν δυσλειτουργίες σε δορυφόρους και τηλεπικοινωνίες.
Μέχρι πρόσφατα, η επικρατούσα θεωρία έλεγε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα στη μαγνητόσφαιρα ξεκινά από μια θετικά φορτισμένη πλευρά —το πρωινό ημισφαίριο— και κατευθύνεται προς τη νυχτερινή πλευρά, που φέρει αρνητικό φορτίο. Οι τελευταίες όμως μετρήσεις δορυφόρων έδειξαν το ακριβώς αντίθετο: η πρωινή πλευρά είναι αρνητικά φορτισμένη και η απογευματινή θετικά. Μια ανατροπή που, σύμφωνα με τους ερευνητές, αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε τη συμπεριφορά του μαγνητικού πεδίου της Γης.
Για να κατανοήσουν πώς προκύπτει αυτό το «ανάποδο» μοτίβο, η ομάδα των Ιαπώνων ερευνητών χρησιμοποίησε μαγνητοϋδροδυναμικές προσομοιώσεις μεγάλης κλίμακας (MHD). Οι προσομοιώσεις αυτές αναπαριστούν το πώς η συνεχής ροή φορτισμένων σωματιδίων του ηλιακού ανέμου αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν τις δορυφορικές παρατηρήσεις: το πρωινό τμήμα της μαγνητόσφαιρας φέρει αρνητικό φορτίο, ενώ το απογευματινό θετικό. Ωστόσο, το φαινόμενο δεν είναι ομοιόμορφο. Στα πολικά γεωγραφικά πλάτη, η κατανομή των φορτίων ακολουθεί το παραδοσιακό μοτίβο που περιγράφει η παλιά θεωρία. Αντίθετα, κοντά στον ισημερινό, η πολικότητα αντιστρέφεται πλήρως, δημιουργώντας ένα εντυπωσιακό «ηλεκτρικό όριο» ανάμεσα στις δύο ζώνες.
Ο επικεφαλής της μελέτης, Yusuke Ebihara από το Kyoto University, εξηγεί πως η απάντηση στο παράδοξο βρίσκεται στην κίνηση του πλάσματος, ενός μίγματος φορτισμένων σωματιδίων που αποτελεί την κύρια ύλη του Διαστήματος γύρω από τη Γη.
Όταν η μαγνητική ενέργεια του Ήλιου εισέρχεται στη μαγνητόσφαιρα, προκαλεί κυκλική κίνηση του πλάσματος γύρω από τη Γη: δεξιόστροφα στην πλευρά του δειλινού και κατευθυνόμενη προς τους πόλους. Παράλληλα, οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου της Γης εκτείνονται από το Νότιο προς το Βόρειο Ημισφαίριο, δηλαδή, προς τα πάνω κοντά στον ισημερινό και προς τα κάτω στα πολικά άκρα.
Αυτό το αντίθετο προσανατολισμό μεταξύ ροής πλάσματος και μαγνητικών γραμμών είναι που οδηγεί στην αναστροφή των ηλεκτρικών φορτίων. Όπως τονίζει ο Ebihara, «το ηλεκτρικό πεδίο και η κατανομή των φορτίων δεν είναι η αιτία, αλλά το αποτέλεσμα της κίνησης του πλάσματος». Με άλλα λόγια, οι ηλεκτρικές ανωμαλίες γύρω από τη Γη δεν δημιουργούν το φαινόμενο, απλώς αντικατοπτρίζουν τη δυναμική του.
Η ανακάλυψη αυτή δεν αφορά μόνο τον πλανήτη μας. Το πλάσμα και οι ηλεκτρικές δυνάμεις αποτελούν θεμελιώδη μηχανισμό για όλα τα μαγνητικά περιβάλλοντα στο ηλιακό σύστημα. Η νέα κατανόηση του πώς κινούνται τα φορτία στη μαγνητόσφαιρα της Γης μπορεί να βοηθήσει στην ερμηνεία παρόμοιων φαινομένων γύρω από πλανήτες όπως ο Δίας και ο Κρόνος, που διαθέτουν ισχυρά μαγνητικά πεδία και τεράστιες ζώνες ακτινοβολίας.
Επιπλέον, η έρευνα ρίχνει φως στις δυναμικές διαδικασίες που επηρεάζουν τις ζώνες ακτινοβολίας της Γης, περιοχές γεμάτες σωματίδια υψηλής ενέργειας που μπορούν να απειλήσουν δορυφόρους και διαστημικά σκάφη. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η κίνηση του πλάσματος μεταβάλλει τα ηλεκτρικά πεδία μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση της πρόβλεψης διαστημικών καιρικών φαινομένων και στην προστασία κρίσιμων τεχνολογικών υποδομών.
Η μελέτη των Kyoto, Nagoya και Kyushu Universities δεν αμφισβητεί απλώς μια παλιά υπόθεση επαναπροσδιορίζει το πώς αντιλαμβανόμαστε τη σχέση ανάμεσα στη μαγνητόσφαιρα, το πλάσμα και την ηλεκτρική ενέργεια στο Διάστημα. Η Γη, όπως φαίνεται, δεν είναι τόσο «ηλεκτρικά συμμετρική» όσο πιστεύαμε.
Αυτή η νέα εικόνα ανοίγει τον δρόμο για πιο ρεαλιστικά μοντέλα διαστημικής φυσικής και προσφέρει ένα εργαλείο κατανόησης για το πώς εξελίσσονται οι μαγνητικές ασπίδες των πλανητών.
[source]
