Οι ερευνητές της NASA ανακάλυψαν ένα τρίτο παγκόσμιο ενεργειακό πεδίο γύρω από τη Γη. Γνωστό ως αμφίπολο ηλεκτρικό πεδίο, η δύναμη αυτή οδηγεί φορτισμένα σωματίδια στο Διάστημα πάνω από τους πόλους.
Είναι γνωστό ότι υπάρχουν δύο μεγάλα παγκόσμια ενεργειακά πεδία γύρω από τη Γη. Το βαρυτικό πεδίο, το οποίο δημιουργείται από τη μάζα του πλανήτη, και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο παράγεται από την αναταραχή των μετάλλων στον πυρήνα. Ένα τρίτο εικάζεται εδώ και δεκαετίες, αλλά μια νέα μελέτη της NASA το επιβεβαίωσε τελικά με μετρήσεις.
Από τη δεκαετία του 1960 και μετά, τα διαστημικά σκάφη που πετούσαν πάνω από τους πόλους της Γης ανίχνευαν πολύ περισσότερα σωματίδια από ό,τι αναμενόταν να ρέουν από την ατμόσφαιρα στο Διάστημα. Αυτός ο «πολικός άνεμος» αποτελούνταν κατά περίεργο τρόπο από σωματίδια που κινούνταν με υπερηχητικές ταχύτητες παρόλο που παρέμεναν ψυχρά, αντίθετα με τις προσδοκίες. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι αυτό θα μπορούσε να συμβεί λόγω ενός φαινομένου που ονόμασαν αμφίπολο ηλεκτρικό πεδίο.
Σύμφωνα με την υπόθεση, το πεδίο αυτό θα έπρεπε να ξεκινά σε υψόμετρο περίπου 250 χιλιομέτρων πάνω από τους πόλους. Σε αυτό το ύψος της ατμόσφαιρας τα ηλεκτρόνια εκδιώκονται ευκολότερα από τα άτομα υδρογόνου και οξυγόνου, αφήνοντας πίσω τους ένα θετικά φορτισμένο ιόν. Αυτά τα ιόντα είναι πολύ βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια, οπότε αν η βαρύτητα ήταν η μόνη δύναμη που ενεργούσε πάνω τους, με την πάροδο του χρόνου θα έπρεπε να διαχωριστούν καθώς τα ιόντα πέφτουν προς τα κάτω και τα ηλεκτρόνια εκτοξεύονται στο Διάστημα.
Επειδή όμως τα ιόντα και τα ηλεκτρόνια έχουν αντίθετα φορτία, εξακολουθούν να έλκονται μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι το ένα έλκει το άλλο καθώς ταξιδεύουν προς αντίθετες κατευθύνσεις, γεγονός που έχει ως τελικό αποτέλεσμα την επέκταση του «ύψους κλίμακας» της ατμόσφαιρας πάνω από τους πόλους, καθιστώντας την ουσιαστικά πυκνότερη ψηλότερα απ’ ό,τι θα ήταν διαφορετικά.
Όσο ενδιαφέρουσα κι αν είναι η ιστορία, αυτό το αμφίπολο ηλεκτρικό πεδίο θα ήταν εξαιρετικά ασθενές και θα μπορούσε να ανιχνευθεί μόνο σε απόσταση εκατοντάδων χιλιομέτρων, οπότε κανένα όργανο δεν είναι ακόμη αρκετά ευαίσθητο για να το εντοπίσει. Στόχος της αποστολής Endurance της NASA ήταν να δοκιμάσει μια για πάντα την υπόθεση αυτή, η οποία τώρα επιτέλους απέδωσε αποτελέσματα.
Η αποστολή κορυφώθηκε με την εκτόξευση στις 11 Μαΐου 2022 από το βορειότερο πεδίο βολής πυραύλων στον κόσμο, που βρίσκεται στο αρχιπέλαγος Σβάλμπαρντ, βόρεια της Νορβηγίας. Εκεί, το Endurance εκτοξεύτηκε σε μια αποστολή διάρκειας 19 λεπτών για να μελετήσει αυτό το πεδίο πριν πέσει στη θάλασσα της Γροιλανδίας. Τα όργανα του σκάφους μέτρησαν τις μεταβολές του ηλεκτρικού δυναμικού από το ύψος όπου θα έπρεπε να ξεκινάει το πεδίο (250 χιλιόμετρα) μέχρι το μέγιστο ύψος που έφτασε (768 χιλιόμετρα). Και πράγματι, ανίχνευσαν μια μεταβολή της τάξης των 0,55 βολτ.
«Μισό βολτ είναι σχεδόν τίποτα – είναι μόνο τόσο ισχυρό όσο μια μπαταρία ρολογιού», δήλωσε ο Glynn Collinson, κύριος ερευνητής της αποστολής Endurance. «Αλλά αυτό είναι ακριβώς το σωστό ποσό για να εξηγήσουμε τον πολικό άνεμο».
Δεν ακούγεται πολύ, αλλά για τα ιόντα υδρογόνου, το πιο συνηθισμένο είδος στον πολικό άνεμο, αυτό το ηλεκτρικό πεδίο ασκεί μια δύναμη πάνω από 10 φορές ισχυρότερη από τη βαρύτητα, η οποία τα βοηθά να εκτοξεύονται στο Διάστημα με υπερηχητικές ταχύτητες. Τα ιόντα οξυγόνου λαμβάνουν επίσης σημαντική ώθηση. Το πείραμα μέτρησε επίσης μια αύξηση 271% στο ύψος κλίμακας της ιονόσφαιρας.
Τώρα που αυτό το ηλεκτρικό πεδίο έχει επιτέλους ανιχνευθεί, οι επιστήμονες μπορούν να αρχίσουν να διερευνούν πώς επηρέασε την εξέλιξη της ατμόσφαιρας κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης.
[via]
