Ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά το ηλεκτρικό πεδίο της Γης

Η Γη δεν είναι απλά ένας βράχος στο διάστημα. Περιβάλλεται από πεδία, όπως το βαρυτικό και το μαγνητικό. Τώρα, επιστήμονες της NASA ανίχνευσαν και μέτρησαν για πρώτη φορά, ένα αόρατο, αδύναμο ενεργειακό πεδίο γύρω από τον πλανήτη μας.

Είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο του οποίου η ύπαρξη προτάθηκε για πρώτη φορά πριν 60 χρόνια. Η ανίχνευσή του σήμερα, θα αλλάξει τον τρόπο που μελετάμε και καταλαβαίνουμε τη συμπεριφορά και την εξέλιξη του πλανήτη μας και όχι μόνο.

Κάθε πλανήτης με ατμόσφαιρα, πρέπει να έχει ένα αμφιπολικό πεδίο. Τώρα που επιτέλους το μετρήσαμε, μπορούμε να ξεκινήσουμε να μαθαίνουμε πώς διαμόρφωσε τον πλανήτη μας αλλά και άλλους, σε βάθος χρόνου. – Glyn Collinson, αστρονόμος της NASA

Τι είναι όμως αυτό το πεδίο;

Από το 1968, οι επιστήμονες παρατήρησαν πως τα διαστημικά σκάφη που περνούσαν από τους πόλους της Γης, ανίχνευαν έναν υπερηχητικό άνεμο φορτισμένων σωματιδίων τα οποία ξέφευγαν από την ατμόσφαιρα της Γης. Η καλύτερη εξήγηση για αυτό, ήταν η ύπαρξη ενός τρίτου πεδίου ενέργειας.

Ονομάζεται αμφιπολικό πεδίο και είναι ένα αντικείμενο του χάους. Αντιτίθεται στη βαρύτητα και εξαπολύει σωματίδια στο διάστημα. Αλλά δεν μπορούσαμε να το μετρήσουμε ποτέ επειδή δεν είχαμε την τεχνολογία. Έτσι, δημιουργήσαμε τον πύραυλο Endurance για να ψάξει αυτήν την αόρατη δύναμη.

Το ηλεκτρικό πεδίο αυτό ξεκινά περίπου σε υψόμετρο 250 χιλιομέτρων, στο στρώμα της ατμόσφαιρας που ονομάζεται ιονόσφαιρα, όπου η ηλιακή και η υπεριώδης ακτινοβολία ιονίζει τα άτομα της ατμόσφαιρας, αποσπώντας αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και μετατρέποντας το άτομο σε θετικά φορτισμένο ιόν. Τα ελαφρύτερα ηλεκτρόνια θα προσπαθήσουν να ξεφύγουν προς το διάστημα και τα βαρύτερα προς το έδαφος. Αλλά το περιβάλλον πλάσματος θα προσπαθήσει να διατηρήσει την ουδετερότητα του φορτίου, κάτι που αποτελεί τη δημιουργία του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των ηλεκτρονίων και των ιόντων που τα συγκρατούν.

Ονομάζεται αμφιπολικό πεδίο επειδή λειτουργεί και προς τις δύο κατευθύνσεις, με τα ιόντα να παρέχουν μία κατεύθυνση προς το έδαφος και τα ηλεκτρόνια κατεύθυνση προς το διάστημα. Σε μεγαλύτερα υψόμετρα, κάποια ιόντα δραπετεύουν προς το διάστημα και αυτός είναι ο άνεμος φορτισμένων σωματιδίων που έβλεπαν στους πόλους τα διαστημικά σκάφη.

Η αποστολή Endurance εκτοξεύτηκε το Μάιο του 2022, φτάνοντας σε υψόμετρο 768 χιλιομέτρων πριν πέσει πάλι πίσω στη Γη, επιστρέφοντας τα δεδομένα που κατέγραψε. Μέτρησε λοιπόν μία ηλεκτρική διαφορά μόλις 0.55 volts, αλλά αυτό ήταν αρκετό για να αποδειχθεί η ύπαρξη του ηλεκτρικού πεδίου.

Παρόλο που είναι όσο μια μπαταρία ρολογιού, είναι αρκετό για να εκτοξεύσει ιόντα υδρογόνου με 10.6 φορές τη δύναμη της βαρύτητας, στο διάστημα με υπερηχητικές ταχύτητες. Τα ιόντα οξυγόνου που είναι βαρύτερα, ανυψώνονται επίσης ψηλότερα, αυξάνοντας την πυκνότητα της ιονόσφαιρας κατά 271%.

Το πεδίο αυτό είναι ένα αναπόσπαστο κομμάτι του τρόπου που λειτουργεί η Γη. Και τώρα που καταφέραμε επιτέλους να το μετρήσουμε, μπορούμε να αρχίσουμε να ρωτάμε τις σημαντικές και μεγάλες ερωτήσεις.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature.