Ученым впервые удалось обнаружить невидимое электрическое поле вокруг Земли

Ученым, наконец, удалось обнаружить и измерить ранее невидимое слабое энергетическое поле вокруг нашей планеты. Существование этого поля, которое называют амбиполярным, предусматривалось еще 60 лет назад, а его открытие важно для понимания эволюции Земли.

• Вокруг Земли образовался новый радиационный пояс: все из-за магнитных бурь

Детали

Астроном Глин Коллинсон из Центра космических полетов имени Годдарда NASA отмечает:

Любая планета с атмосферой должна обладать амбиполярным полем. Теперь, когда мы наконец-то измерили его, мы можем начать изучать, как оно повлияло на формирование нашей планеты, а также на другие со временем.

Землю окутывают разные поля, среди которых гравитационное и магнитное. Теперь появилось еще одно, окутанное тайной более полувека. В 1968 году ученые описали явление, которое мы не могли заметить до космической эры. Пролетавший над полюсами Земли космический аппарат обнаружил сверхзвуковой ветер частиц, вылетающих из земной атмосферы. Лучшим объяснением этого было еще одно поле, поле электрической энергии. Коллинсон объясняет:

Это называется амбиполярным полем и является агентом хаоса. Оно противодействует гравитации и выбрасывает частицы в космос. Но мы никогда раньше не могли это измерить, потому что у нас не было технологии. Мы построили ракетный корабль Endurance, чтобы искать эту невидимую силу.

Это амбиполярное поле работает так: начиная с высоты примерно 250 километров, в слое атмосферы, который называется ионосферой, экстремальное ультрафиолетовое и солнечное излучение ионизирует атомы атмосферы, отрывая негативно заряженные электроны и превращая атом в положительно заряженный ион.

Более легкие электроны будут пытаться улететь в космос, тогда как более тяжелые ионы будут пытаться опуститься к земле. Но плазменная среда будет пытаться сохранить нейтральность заряда, что приводит к возникновению электрического поля между электронами и ионами, чтобы связать их вместе. Это называется амбиполярным полем, поскольку оно работает в обоих направлениях: ионы тянут вниз, а электроны – вверх.

Результатом является то, что атмосфера раздувается; Увеличение высоты над уровнем моря позволяет некоторым ионам выйти в космос, что мы видим в полярном ветре.

Это амбиполярное поле было бы невероятно слабым, так что Коллинсон и его команда разработали приборы для его обнаружения. Миссия Endurance, проводившая этот эксперимент, была запущена в мае 2022 года, достигнув высоты 768,03 километра, прежде чем вернуться на Землю со своими драгоценными, трудно полученными данными.

Коллинсон измерил изменение электрического потенциала всего на 0,55 вольта, но это было все, что требовалось. Этого количества заряда достаточно, чтобы тянуть ионы водорода с силой, в 10,6 раза превышающей силу тяжести, и запускать их в космос со сверхзвуковой скоростью, измеренной над полюсами Земли.

Ионы кислорода, которые тяжелее ионов водорода, также поднимаются выше, увеличивая плотность ионосферы на больших высотах на 271 процент по сравнению с тем, какой была бы ее плотность без амбиполярного поля.

Еще больше увлекает то, что это только первый шаг. Мы не знаем более широких последствий амбиполярного поля, как долго оно существует, что оно делает и как оно помогло сформировать эволюцию нашей планеты и ее атмосферы и, возможно, даже жизнь на ее поверхности. По словам Коллинсона, амбиполярное поле является фундаментальной частью функционирования земной системы, и теперь можно найти ответы на некоторые глобальные волнующие вопросы.

Ранее мы рассказывали об исследовании, которое показало, как люди могли убивать гигантских животных вроде мамонтов.