За първи път: Учени измериха мистериозното „невидимо“ електрическо поле на Земята

Както е известно, Земята има гравитационно поле, а също така е заобиколена от електромагнитно поле. Тези две полета участват и във формирането на атмосферата и на самия живот на планетата.

С развитието на астронавтиката стана ясно, че Земята има още едно непознато досега електрическо поле, което бе измерено едва наскоро. Без това поле всичко на планетата би могло да се развие по различен начин, включително и появата на човека.

През 1968 година космически апарати засякоха свръхзвукови потоци от студени йони, които напускат атмосферата по протежение на линиите на магнитното поле на планетата при полюсите. Какво е служило като ускорител на тези частици, остава загадка. Теоретиците нарекоха това поле амбиполярно поради двата ефекта от неговото прилагане, действащи в различни посоки. Слънчевата светлина и ултравиолетовата радиация йонизирали атмосферния газ в йоносферата на Земята, като отнемали електрони от атомите и превръщали ядрата в положителни йони. Гравитацията би трябвало да задържи тежките частици, а по-леките да се разлетят в космоса под въздействието на магнитните полета.

По този начин йоните придърпвали електроните надолу, подпомагайки гравитацията, а електроните се устремявали в пространството, създавайки електромагнитно поле с вектор, противоположен на йонния – това представлява амбиполярността.

По този начин йоните и електроните се привличали един към друг. Този субатомен процес бил механизмът за възникване на планетарното амбиполярно поле. За да може да се говори за това явление по смислен начин и да се започне да се отчита амбиполярното поле в различни модели – от климатични до планетарни и еволюционни, беше необходимо да се измери неговата сила или потенциал. С конкретни цифри ще е възможно явлението да бъде подкрепено с фундаментална основа.

Със задачата се заеха специалисти от НАСА. За измерване на амбиполярното поле беше разработен инструмент и беше подготвена ракета за суборбитално изстрелване. Мисията бе наречена Endurance в чест на кораба на сър Ърнест Шакълтън, участвал в известната антарктическа експедиция през 1914 година. Едноименната ракета на НАСА стартира от най-северния космодрум в света в Шпицберген на 11 май 2022 година. За 19 минути полет ракетата достигна височина от 768 километра.

Ключовото измерване на амбиполярното поле беше извършено на височина 518-768 километра. Измереният потенциал на полето беше 0,55 V.

„Половин волт е почти нищо. Напрежението е приблизително същото като батерията на часовник, но точно тази стойност обяснява полярния йонен вятър“.

обясняват експертите на НАСА

Измерената стойност на заряда е достатъчна, за да могат водородните йони да бъдат привлечени към него със сила, 10,6 пъти по-голяма от земната гравитация. Това е истински ускорител на светлинни частици, който подобно на оръдие непрекъснато ги изстрелва в космоса от двата полюса на планетата. Не само електроните напускат Земята – йоните също го правят. Кислородните йони, въпреки че са много по-тежки от водородните, също усещат натиска на този вятър.

Измерванията от мисията Endurance показаха, че амбиполярното поле увеличава плътността на йоносферата на големи височини с 271 % в сравнение с това, ако изобщо нямаше поле. Всичко това оказва влияние върху климата, състава на атмосферата и в крайна сметка върху биосферата на планетата. Марс, Венера и други планети няма да са изключение – там в даден момент също ще бъдат открити техни собствени амбиполярни полета. С конкретни цифри в ръка можем да започнем да правим нови открития.