A área do espaço controlada pelo campo magnético da Terra é chamada de magnetosfera. Dentro dessa vasta bolha magnética, os cientistas observaram um campo elétrico que se estende do lado da manhã até o lado da noite da Terra. Essa força elétrica em grande escala é uma influência importante nas perturbações geomagnéticas, incluindo as tempestades que podem interromper satélites e comunicações.
Como as forças elétricas se movem de cargas positivas para negativas, os cientistas anteriormente assumiram que a magnetosfera era carregada positivamente do lado da manhã e negativamente do lado da noite. No entanto, medições recentes de satélite derrubaram essa ideia antiga, revelando que a distribuição de carga real é o oposto do que se esperava.
Essa descoberta surpreendente levou pesquisadores da Universidade de Kyoto, da Universidade de Nagoya e da Universidade de Kyushu a revisitar como as características elétricas da magnetosfera são formadas e sustentadas.
Para testar suas hipóteses, a equipe utilizou simulações de magnetohidrodinâmica (MHD) em grande escala para recriar as condições no espaço próximo à Terra. Seu modelo incluía um fluxo constante de vento solar de alta velocidade, o fluxo contínuo de partículas carregadas emitidas pelo sol. Os resultados apoiaram as observações recentes de satélite, mostrando que o lado da manhã da magnetosfera possui uma carga negativa, enquanto o lado oposto é positivo — mas esse padrão não se aplica em todos os lugares.
Nas regiões polares, a polaridade de carga corresponde à teoria tradicional. Perto do equador, no entanto, o padrão se inverte em uma ampla área, criando uma diferença marcante entre as duas zonas.
O Movimento do Plasma Explica o Mistério
“Na teoria convencional, a polaridade da carga no plano equatorial e acima das regiões polares deve ser a mesma. Por que, então, vemos polaridades opostas entre essas regiões? Isso pode 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 movimenta no sentido horário no lado do crepúsculo do planeta e se canaliza em direção aos polos. Enquanto isso, as linhas de campo magnético da Terra vão do Hemisfério Sul para o Hemisfério Norte — para cima perto do equador e para baixo perto dos polos. Essa orientação oposta entre o campo magnético e o fluxo de plasma leva à reversão na distribuição de carga entre as regiões.
“A força elétrica e a distribuição de carga são ambos resultados, não causas, do movimento do plasma”, diz Ebihara. Essa percepção reforma como os cientistas interpretam a atividade elétrica no ambiente espacial próximo 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 dinâmicos no espaço. Estudos recentes também sugerem que esse movimento influencia os cinturões de radiação da Terra, que são regiões preenchidas com partículas de alta energia em movimento rápido.
Ao esclarecer como o movimento do plasma molda os campos elétricos, essa pesquisa aprofunda a compreensão do comportamento do plasma espacial em larga escala. Também lança luz sobre processos semelhantes que ocorrem em torno de outros mundos magnetizados, incluindo Júpiter e Saturno, expandindo nossa compreensão de como os ambientes planetários evoluem em todo o sistema solar.