关于地球磁层的令人震惊的发现挑战了数十年的理论

科学家发现地球磁层的电荷与曾经认为的相反。受地球磁场影响的空间区域称为磁层。在这个保护性气泡内,科学家观察到一股电力从地球的早晨一侧移动到晚上一侧。这个巨大的电场发挥着 [...]

来源:SciTech日报
磁层赤道面附近的电荷分布(充电)、电力和等离子流(对流)之间的关系。图片来源:京都大学 / Ebihara 实验室

科学家发现地球磁层的电荷与曾经认为的相反。

受地球磁场影响的空间区域称为磁层。在这个保护性气泡内,科学家观察到一股电力从地球的早晨一侧移动到晚上一侧。这个巨大的电场在近地空间产生扰动(包括地磁风暴)方面发挥着至关重要的作用。

由于电力从正电荷转移到负电荷,研究人员曾经认为磁层的早晨一侧带有正电荷,而晚上一侧则带有负电荷。然而,新的卫星数据揭示了相反的情况:早晨的一面实际上带负电,晚上的一面带正电。

这一意外发现促使京都大学、名古屋大学和九州大学的研究小组仔细研究了形成磁层的机制。

名古屋大学

为了进行调查,科学家们进行了大规模磁流体动力学 (MHD) 模拟,以重现近地空间的条件。他们模拟了来自太阳的稳定高速等离子体流,即太阳风。结果支持了最近的观察结果,显示早晨一侧带负电,晚上一侧带正电,尽管这种模式在所有地区并不一致。

等离子

极地与赤道对比

在极地地区,极性与传统认识保持一致。相比之下,在赤道地区,情况则大范围相反。

当来自太阳的磁能进入磁层时,它在黄昏一侧顺时针循环并流向极地地区。

对空间和行星科学的影响

木星 土星 DOI:10.1029/2025JA033731