NASA обнаружило электрическое поле планетарного масштаба вокруг Земли

НАСА впервые обнаружило электрическое поле планетарного масштаба вокруг Земли.

Поле, известное как амбиполярное электрическое поле, было обнаружено суборбитальной ракетой НАСА Endurance более чем через 60 лет после того, как о нем впервые была выдвинута гипотеза, и считается таким же фундаментальным для нашей планеты, как и ее более известные магнитные и гравитационные поля.

Изучая его, ученые надеются лучше понять, как развивалась атмосфера нашей планеты и как она ведет себя сегодня. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале Nature.

«Любая планета с атмосферой должна иметь амбиполярное поле», — сказал в своем заявлении ведущий автор исследования Глин Коллинсон, главный исследователь миссии Endurance в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд . «Теперь, когда мы наконец измерили его, мы можем начать изучать, как оно формировало нашу планету, а также другие с течением времени».

В слое атмосферы Земли, известном как ионосфера (расположенном на высоте от 37 до 190 миль (от 60 до 300 километров) над поверхностью Земли), ультрафиолетовое излучение Солнца бомбардирует атомы, отнимая у них электроны и превращая их в ионы. Теоретически это должно создавать небольшое электрическое поле вокруг нашей планеты, а также вокруг других подобных ей планет.

Намеки на существование электрического поля были впервые обнаружены в 1968 году космическими аппаратами, пролетавшими над Северным и Южным полюсами нашей планеты. Они пришли в форме «полярного ветра» или потока частиц, которые вырывались из атмосферы Земли в космос.

Ожидается, что часть атмосферы Земли улетучится в космос, особенно после того, как она нагреется солнечным светом. Но полярный ветер был в целом более загадочным; частицы в нем были холодными, то есть они не были нагреты, но каким-то образом продолжали двигаться со скоростью, которая преодолевала звуковой барьер.

«Что-то должно было вытягивать эти частицы из атмосферы», — сказал Коллинсон. Однако обнаружить возможное электрическое поле оказалось непросто — поле было очень слабым, а обнаруживаемые флуктуации наблюдались только на расстоянии в сотни миль.

Чтобы исследовать происхождение полярного ветра, исследователи запустили ракету Endurance с ракетного полигона на Шпицбергене недалеко от Северного полюса, подняв ее на высоту 477,23 мили (768,03 км) над землей, после чего она через 19 минут приводнилась в Гренландском море.

На протяжении 322 миль (518 км), на котором Endurance собирал данные, он обнаружил незначительное изменение в 0,55 вольта, что примерно соответствует напряжению часовой батарейки. Тем не менее, эта разница напряжений толкает ионы водорода , самые распространенные частицы в солнечном ветре, с силой в 10,6 раз сильнее гравитации.

«Этого более чем достаточно, чтобы противостоять гравитации — на самом деле, этого достаточно, чтобы запустить [атмосферные частицы] вверх в космос на сверхзвуковой скорости», — сказал в заявлении соавтор Алекс Глосер, научный сотрудник проекта Endurance в NASA Goddard.

«Это как конвейер, поднимающий атмосферу в космос», — добавил Коллинсон.

Теперь, когда поле обнаружено, ученые говорят, что изучение поля должно помочь нам узнать, как оно изменило атмосферу Земли на протяжении жизни нашей планеты. Они также ожидают найти подобные электрические поля в атмосферах таких планет, как Венера и Марс.

Фото: NASA