Cargas elétricas no espaço estão ao contrário e ninguém reparou

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/08/2025

Relação entre distribuição de carga (carregamento), força elétrica e fluxo de plasma (convecção) próximo ao plano equatorial da magnetosfera.
[Imagem: KyotoU/Ebihara Lab]

Campo elétrico da magnetosfera

O campo magnético da Terra engloba uma área de influência chamada magnetosfera. As observações mostram que a magnetosfera contém uma força elétrica que, quando olhada do solo para o espaço, atua do lado da manhã para o lado da noite. Esse campo elétrico é um fator-chave na formação de diversos fenômenos, incluindo as tempestades geomagnéticas.

Como as forças elétricas movimentam-se do polo positivo para o polo negativo, os cientistas acreditavam que a magnetosfera fosse carregada positivamente no lado da manhã e negativamente no lado da noite.

No entanto, observações recentes de satélite revelaram que essa polaridade é, na verdade, o inverso disso. Para tentar solucionar esse enigma, uma equipe de diversas universidades japonesas reexaminou os mecanismos subjacentes ao funcionamento da magnetosfera.

E, como quase sempre acontece, eles descobriram que as coisas são mais complicadas do que pareciam, ou seja, que a verdade não está nem de um lado e nem do outro.

Invertido, mas não em todo lugar

A equipe reproduziu o ambiente espacial próximo à Terra assumindo um fluxo constante de plasma de alta velocidade proveniente do Sol, também conhecido como vento solar. Isso envolveu simulações computadorizadas em larga escala, baseadas em princípios magneto-hidrodinâmicos.

Em princípio, os resultados da simulação confirmaram as observações recentes de que as cargas negativas ocorrem no lado da manhã e as cargas positivas no outro lado. Mas, e aí está a novidade, não em todos os lugares. Nas regiões polares, a polaridade permanece consistente com a compreensão tradicional. Em contraste, na região equatorial, ela se inverte em uma ampla área.

"Na teoria convencional, a polaridade da carga no plano equatorial e acima das regiões polares deveria ser a mesma. Por que, então, vemos polaridades opostas entre essas regiões? Isso pode, na verdade, ser explicado pelo movimento do plasma," explicou Yusuke Ebihara, da Universidade de Quioto.

Vista em perspectiva da magnetosfera a partir do setor crepúsculo-meia-noite. O código de cores no plano equatorial indica o potencial magnetosférico.
[Imagem: Yusuke Ebihara et al. - 10.1029/2025JA033731]

Movimento do plasma

À medida que a energia magnética proveniente do Sol entra na magnetosfera, ela circula no sentido horário no lado crepuscular e flui em direção às regiões polares.

Por outro lado, o campo magnético da Terra aponta do Hemisfério Sul para o Hemisfério Norte, o que significa que ele é direcionado rumo Norte próximo ao plano equatorial, e rumo Sul acima das regiões polares. Consequentemente, a orientação relativa entre o movimento do plasma e o campo magnético é invertida entre essas regiões.

"A força elétrica e a distribuição de carga são resultados, e não causas, do movimento do plasma," acrescentou Ebihara.

A convecção, que descreve o fluxo de plasma na magnetosfera, é um dos principais impulsionadores de vários fenômenos do ambiente espacial - lâminas cósmicas de plasma podem cortar estrelas ao meio. E estudos recentes também destacaram seu papel indireto na modulação dos cinturões de radiação, regiões povoadas por partículas de alta energia que se movem quase à velocidade da luz.

Assim, esta descoberta traz uma melhor compreensão da natureza fundamental dos fluxos de plasma em larga escala no espaço, e não apenas na Terra - por exemplo, esses fenômenos desempenham um papel crucial no ambiente espacial ao redor de planetas com fortes campos magnéticos, como Júpiter e Saturno.

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