Objev o magnetosféře Země zpochybňuje desítky let starou teorii

Vědci zjistili, že magnetosféra Země je nabitá opačně, než se dříve předpokládalo. Oblast vesmíru ovlivněná magnetickým polem Země se nazývá magnetosféra. Uvnitř této ochranné bubliny vědci pozorovali elektrický proud, který se pohybuje od ranní strany planety směrem k večerní straně. Toto rozsáhlé elektrické pole hraje klíčovou roli při vytváření poruch v prostoru blízko Země, včetně geomagnetických bouří.

Vzhledem k tomu, že elektrické proudy se pohybují od kladných k záporným nábojům, vědci dříve věřili, že ranní strana magnetosféry nese kladný náboj, zatímco večerní strana je záporná. Nová data ze satelitů však odhalila opak: ranní strana je ve skutečnosti záporně nabitá a večerní strana je nabitá kladně.
Tento neočekávaný objev vedl výzkumnou skupinu z Kyoto University, Nagoya University a Kyushu University k bližšímu prozkoumání mechanismů, které formují magnetosféru.

Aby to prozkoumali, vědci provedli rozsáhlé magnetohydrodynamické (MHD) simulace, aby znovu ověřili podmínky v prostoru blízko Země. Modelovali stálý, vysokorychlostní proud plazmatu ze Slunce, známý jako sluneční vítr. Výsledky potvrdily nedávná pozorování, která ukázala záporné nabití na ranní straně a kladné nabití na večerní straně, i když tento vzorec nebyl konzistentní ve všech oblastech.

Kontrasty mezi polárními a rovníkovými oblastmi
V polárních oblastech zůstává polarita v souladu s tradičním chápáním. Naproti tomu v rovníkové oblasti je v rozsáhlé oblasti obrácená.

„Podle konvenční teorie by polarita náboje v rovníkové rovině a nad polárními oblastmi měla být stejná. Proč tedy mezi těmito oblastmi pozorujeme opačné polarity? To lze ve skutečnosti vysvětlit pohybem plazmatu,“ říká korespondenční autor Yusuke Ebihara z Kyoto University.

Jak magnetická energie pocházející ze Slunce vstupuje do magnetosféry, cirkuluje ve směru hodinových ručiček na straně soumraku a proudí směrem k polárním oblastem. Na druhé straně magnetické pole Země směřuje od jižní polokoule k severní, což znamená, že je nasměrováno nahoru v blízkosti rovníkové roviny a dolů nad polárními oblastmi. V důsledku toho je relativní orientace mezi pohybem plazmatu a magnetickým polem mezi těmito oblastmi obrácená.

„Elektrický proud a distribuce náboje jsou výsledkem, nikoliv příčinou pohybu plazmatu,“ říká Yusuke Ebihara.

Důsledky pro vesmírnou a planetární vědu
Konvekce, která popisuje tok plazmatu v magnetosféře, je hlavním hnacím motorem různých jevů ve vesmírném prostředí a nedávné studie také zdůraznily její nepřímou roli při modulaci radiačních pásů: oblastí, které jsou zaplněny vysokoenergetickými částicemi pohybujícími se téměř rychlostí světla.

Tyto poznatky přispívají k lepšímu pochopení základní povahy rozsáhlých plazmatických toků ve vesmíru. Vzhledem k tomu, že tyto jevy hrají klíčovou roli ve variabilitě vesmírného prostředí, nabízí tato studie také vhled do planetárního prostředí kolem planet s intenzivním magnetickým polem, jako jsou Jupiter a Saturn.

Zdroj: https://scitechdaily.com/shocking-discovery-about-earths-magnetosphere-challenges-decades-of-theory/ a https://www.kyoto-u.ac.jp/en/research-news/2025-08-07

autor: František Martinek