Niesamowite odkrycie trzeciego pola otaczającego Ziemię i tego, jak zmienia ono wiedzę na temat zachowania naszej planety

Naukowcy opisują go jako „agent chaosu”. Jest to „pole dwubiegunowe”, które otacza Ziemię i zostało właśnie odkryte przez należącą do NASA rakietę Endurance.

Eksperci twierdzą, iż pole to jest zasadniczym elementem funkcjonowania naszej planety i teraz po raz pierwszy udało się je zmierzyć.

Do tej pory znane były dwa pola energetyczne wytwarzane przez naszą planetę.

Pierwszym z nich jest pole grawitacyjne, które odpowiada za utrzymanie naszej atmosfery. jeżeli grawitacja nie będzie wystarczająca, atmosfera ucieknie w przestrzeń kosmiczną.

Drugie pole to pole magnetyczne. Jest to tarcza chroniąca naszą planetę przed wiatrem słonecznym, strumieniem naładowanych cząstek uwalnianych przez Słońce.

Teraz, po latach poszukiwań, w końcu zlokalizowano trzeci obóz: dwubiegunowy.

Jego funkcją jest przeciwdziałanie grawitacji i wyrzucanie cząstek w przestrzeń kosmiczną, a według naukowców jest tak samo fundamentalna jak pola grawitacyjne i magnetyczne.

Starożytna hipoteza

Hipoteza o istnieniu ambipolarnego pola elektrycznego została po raz pierwszy sformułowana ponad 60 lat temu.

Uważano, iż pole to powoduje ucieczkę atmosfery naszej planety w przestrzeń kosmiczną nad północnym i południowym biegunem Ziemi.

„Za każdym razem, gdy statek kosmiczny przelatywał nad biegunami Ziemi, czuło się, jak naddźwiękowy wiatr cząstek, zwany wiatrem polarnym, wypływa w przestrzeń kosmiczną” – wyjaśnia Glyn Collinson, główny badacz misji rakietowej Endurance w Centrum Lotów Kosmicznych Goddard w NASA .

„(Uważano, że) musi się tam czaić jakaś niewidzialna siła, odpowiedzialna za to odejście. Ale nigdy wcześniej nie byliśmy w stanie tego zmierzyć, ponieważ nie mieliśmy niezbędnej technologii” – dodaje Collinson, główny autor badania na temat odkrycia opublikowanego w Nature.

Aby przeanalizować, na czym polega ta niewidzialna siła, zespół badaczy stworzył rakietę Endurance i w maju 2022 roku wystrzelił ją ze Svalbardu, małej wyspy na północ od Norwegii.

„Svalbard to jedyne pole rakietowe na świecie, na którym można przelecieć przez wiatr polarny i dokonać potrzebnych pomiarów” – powiedziała Suzie Imber, fizyk kosmiczny na Uniwersytecie w Leicester w Wielkiej Brytanii i współautorka badania.

Endurance osiągnął wysokość 768 km i wylądował 19 minut później na Morzu Grenlandzkim.

Podczas 15-minutowego lotu suborbitalnego Endurance zmierzył zmianę potencjału elektrycznego o zaledwie 0,55 wolta.

„Pół wolta to nic, prawda? „Ma prawie taką samą wytrzymałość, jak jedna z tych małych baterii do zegarków” – wyjaśnia Collinson.

„Ale to jest dokładnie ilość potrzebna do wyjaśnienia ucieczki wiatru polarnego” – dodaje.

Jony wodoru, najliczniejszy rodzaj cząstek wiatru polarnego, podlegają działaniu siły zewnętrznej tego pola 10,6 razy silniejszej niż grawitacja.

To, zdaniem badaczy, wystarczy, aby przeciwdziałać grawitacji; w rzeczywistości wystarczy wystrzelić je w przestrzeń kosmiczną z prędkością ponaddźwiękową.

Zasadniczo pole ambipolarne „unosi niebiosa”, kształtując jonosferę (warstwę górnej atmosfery).

To „jak przenośnik taśmowy unoszący tę atmosferę w przestrzeń kosmiczną” – wyjaśnia Collinson.

Pole jest „ambipolarne”, ponieważ działa w obu kierunkach. Jony ciągną elektrony w dół, gdy opadają pod wpływem grawitacji.

Jednocześnie elektrony unoszą jony na większą wysokość, próbując uciec w przestrzeń kosmiczną.

Unosi naładowane cząstki w górnych warstwach atmosfery na większe wysokości, niż osiągnęłyby one w innym przypadku, co być może mogło ukształtować ewolucję naszej planety w sposób, który nie został jeszcze zbadany.

Naukowcy twierdzą, iż odkrycie Endurance rodzi wiele pytań, na które można teraz znaleźć odpowiedzi.

Na przykład, jaka jest dokładna funkcja tego pola i jak ukształtowało ono naszą planetę.

Zdaniem Glynna Clllinsona pole dwubiegunowe prawdopodobnie miało wpływ na ewolucję atmosfery, a być może choćby pozostawiło ślad w oceanach.

Chociaż przez cały czas istnieje wiele pytań bez odpowiedzi, fakt, iż to trzecie pole energetyczne Ziemi zostało zmierzone po raz pierwszy, otwiera wiele nowych możliwości eksploracji.

„Każda planeta posiadająca atmosferę powinna mieć pole dwubiegunowe” – mówi Collinson.

„Teraz, gdy w końcu go zmierzyliśmy, możemy zacząć się uczyć, jak na przestrzeni czasu ukształtował on naszą planetę i inne planety” – podsumowuje.