科學家發現地球磁場發生驚人的扭曲
研究地球磁場的科學家發現,其電心跳的流動方向與舊模型預測的相反。
地球被一個巨大的磁泡包圍著,這個磁泡叫做 磁層它保護地球免受 太陽風不斷從太陽吹出的帶電粒子流。當太陽風與 地球磁場驅動驅動太空天氣的電流和磁力, 破紀錄的極光 到破壞性風暴 衛星、電網和通信。
幾十年來,科學家們認為磁層具有簡單的佈局,地球早晨(“黎明”)一側帶正電荷,晚上(“黃昏”)一側帶負電荷,反映了電場通常如何將帶電粒子從正區域推向負區域。但新的衛星數據和計算機模擬顯示情況更為複雜——而且部分是顛倒的。
日本京都大學人類圈可持續發展研究所教授海老原佑介領導的研究小組發現,磁層的早晨面實際上帶有負電荷,而晚上面則帶有正電荷。
研究結果描述於 紙 今年早些時候發表在《地球物理研究雜誌:空間物理學》上,提高了科學家對電力和磁力如何穿過地球空間環境的理解——這些見解可以改善 太空天氣 預測和保護軌道和地面技術。
為了得出結論,海老原和他的團隊分析了來自 NASA 磁層多尺度的數據,或者 彩信該任務通過研究太陽和地球磁場如何連接和斷開來研究太陽能如何爆炸性地轉移到近地空間。這個過程被稱為磁重聯,它將太陽能爆炸性地釋放到近地空間,助長風暴和 極光。
研究人員還進行了詳細的計算機模擬,以重現穩定流下地球周圍的條件 太陽風。 結果證實,兩極的行為符合預期,但赤道附近的區域卻相反,相反的電荷模式跨越了廣闊的區域。
“根據傳統理論,赤道平面和極地區域的電荷極性應該是相同的,”海老原在一份報告中說。 陳述。 “那麼,為什麼我們會看到這些地區之間的相反極性呢?”
海老原補充說,這種逆轉可以用帶電粒子的運動來解釋,而不是靜電積累。當能量來自 太陽 撞擊地球磁場,會導致 電漿 繞地球旋轉。在地球的黃昏一側,等離子體順時針流動並向兩極移動。與此同時,根據聲明,地球的磁場線從南半球延伸到北半球——向上靠近赤道,向下靠近兩極。
由於等離子體運動和磁場線的方向相反,它們的相互作用改變了磁層不同部分的電荷積累方式,從而產生了科學家觀察到的“逆轉”。
“電力和電荷分佈都是等離子體運動的結果,而不是原因,”海老原在同一份聲明中說。
通過證明磁層的不同部分可以以相反的方式表現,該研究為太陽能量如何進入地球高層大氣的模型添加了細微差別。
這些發現也可能揭示其他世界的磁環境,例如 木星 和 土星科學家表示,其巨大的磁層與太陽風的相互作用方式類似。