受地球磁場控制的空間區域稱為磁場。在這個巨大的磁泡內，科學家們觀察到了一個從地球早晨一側延伸到寒冷一側的電場。這種巨大的電力對地球磁場的擾動有著重要的影響。這包括可能破壞衛星和通信的風暴。
這是因為電力從正電荷移動到負電荷。科學家們過去認為磁場在早晨帶正電，在寒冷時帶負電。然而，最近的衛星測量推翻了這一長期存在的想法。它表明實際的電荷分佈與預期相反。
這一令人驚訝的發現使得京都大學、名古屋大學和九州大學的研究人員重新審視如何創建和維持磁層的電特性。
為了檢驗這一假設，該團隊使用大規模磁流體動力學（MHD）模擬來重建近地空間的條件。他們的模型包括穩定的高速太陽風流。這是太陽發出的恆定的帶電粒子流。結果支持最近的衛星觀測結果，表明磁場的早晨一側帶負電，而另一側帶正電。但這種格式並非在所有地方都適用。
在極地區域 電荷的極性符合經典理論。赤道附近 即使圖案翻轉的範圍很廣，這也會在兩個區域之間產生明顯的差異。
等離子體運動解釋了謎團
“根據一般理論，赤道面和極地區域上方的電荷極應該是相等的。那麼為什麼我們會看到這些區域之間的極性相反呢？這實際上可以通過等離子體的運動來解釋，”京都大學的通訊作者 Yusuke Ebihara 解釋道。
當來自太陽的磁能進入地球磁場時，它會在地球的暮色一側順時針移動並移向兩極。與此同時，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。磁場和等離子體流之間的相反方嚮導致區域之間的電荷分佈反轉。
“電力和電荷分佈是等離子體運動的結果。它不是等離子體運動的原因，”海老原說。這一見解為科學家如何解釋地球近太空環境中的電活動提供了一個新的框架。
對行星科學更廣泛的影響
等離子體對流——磁場內帶電粒子的大量流動——引起許多動態空間現象。最近的研究還表明，這種運動會影響地球的輻射帶，這些區域充滿了快速移動的高能粒子。
通過闡明等離子體的運動如何產生電場。因此，這項研究提供了對大尺度空間等離子體行為的更深入的了解。它還揭示了其他磁世界周圍發生的類似過程。包括木星和土星這讓我們更好地了解太陽系中行星環境如何演變。
