Znanstvenici su konačno otkrili i izmjerili ambipolarno polje - nevidljivo, slabo energetsko polje oko našeg planeta. Stručnjaci su prije više od 60 godina prvi put pretpostavili da ovo električno polje postoji, ali smo tek sada to eksperimentalno dokazali.
Ovo otkriće bi moglo promijeniti način na koji proučavamo i razumijemo evoluciju Zemlje. "Svaki planet s atmosferom trebao bi imati ambipolarno polje. Sada kada smo ga konačno izmjerili, možemo istražiti kako je oblikovalo naš planet", rekao je astronom Glyn Collinson iz NASA-inog instituta Goddard Space Flight Center.
Zemlja je okružena raznim poljima
Zemlja nije samo prašnjava kugla koja pluta svemirom. Okružena je svim mogućim poljima. Primjerice, imamo gravitacijsko polje bez kojeg ne bismo mogli postojati te magnetsko polje koje štiti Zemlju od utjecaja sunčevog vjetra i zračenja, piše Science Alert.
Znanstvenici su još 1968. pretpostavili da postoji još jedno polje, ali to nismo mogli dokazati sve do svemirskog doba. Naime, nedavno je svemirska letjelica iznad Zemljinih polova otkrila nadzvučni vjetar čestica koje izlaze iz Zemljine atmosfere. Najbolje objašnjenje za ovaj fenomen je treće polje električne energije.
"Radi se o ambipolarnom polju, uzroku kaosa. Suprotstavlja se gravitaciji i lansira čestice u svemir. Nismo ga do sada mogli izmjeriti jer nismo imali potrebnu tehnologiju. Stoga smo, kako bismo krenuli u potragu za ovom velikom nevidljivom silom, izgradili svemirsku letjelicu Endurance", kazao je Collinson.
Ambipolarno polje
Na visini od oko 250 kilometara, u sloju atmosfere koji se naziva ionosfera, ekstremno ultraljubičasto i sunčevo zračenje ioniziraju atome, pri čemu se odvajaju negativno nabijeni elektroni te se atom pretvara u pozitivno nabijen ion.
Kada lakši elektroni krenu prema svemiru, a teži ioni prema tlu, okružujuća plazma pokušava održati neutralnost naboja te se između elektrona i iona pojavljuje električno polje koje ih spaja - ambipolarno polje.
S obzirom na to da se radi o slabom polju, Collinson i njegovi kolege su dizajnirali posebne instrumente pomoću kojih ga mogu uočiti. Postavili su ih na letjelicu Endurance koja je lansirana u svibnju 2022. godine. Kada je dosegnula visinu od 768.03 kilometra, pala je natrag na Zemlju noseći dragocjene podatke.
Endurance je uspio detektirati promjenu električnog potencijala od 0.55 volti, što je neznatna, ali dovoljna promjena za potvrdu eksperimenta. "Pola volta je gotovo ništa, to je jačine baterije na satu", kaže Collinson.
"Sada možemo početi postavljati uzbudljivija pitanja"
No ta količina naboja je dovoljna da povuče ione vodika i nadzvučnom brzinom ih lansira u svemir. Podiže i ione kisika, koji su teži od iona vodika, što povećava gustoću ionosfere na velikim visinama za 271 posto (u usporedbi s gustoćom bez ambipolarnog polja).
Ovo otkriće je tek prvi korak jer ne znamo kakve su sve implikacije ambipolarnog polja, koliko dugo postoji, što točno radi i kako je ono sudjelovalo u evoluciji našeg planeta, atmosfere, a možda čak i života na njegovoj površini.
"To polje je temeljni dio načina na koji Zemlja funkcionira. A sada kada smo ga konačno izmjerili, možemo početi postavljati uzbudljivija pitanja", rekao je Collinson.
Istraživanje naziva Earth’s ambipolar electrostatic field and its role in ion escape to space objavljeno je u časopisu Nature.