NASA открыло еще одно поле Земли — такое же важное, как магнитное или гравитационное

Группа исследователей сообщает о первом успешном обнаружении амбиполярного электрического поля Земли: слабого общепланетного электрического поля, столь же фундаментального, как гравитационное и магнитное поля Земли.

Международная команда ученых с помощью суборбитальной ракеты NASA впервые измерила глобальное электрическое поле Земли, которое по важности можно сравнить с гравитацией и магнитным полем планеты. Это так называемое амбиполярное электрическое поле, которое ученые предположили более 60 лет назад, оказывает влияние на то, как частицы атмосферы нашей планеты покидают ее на Северном и Южном полюсах. Эксперимент, проведенный в рамках миссии NASA Endurance, подтвердил существование этого поля и измерил его силу, показав, как оно управляет утечкой атмосферных частиц и формирует нашу ионосферу — верхний слой атмосферы.

Разобравшись в том, как атмосфера Земли ведет себя и эволюционирует, мы можем не только понять историю нашей планеты, но и выяснить, какие другие планеты могут быть пригодны для жизни. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

С конца 1960-х годов космические аппараты, пролетая над полюсами Земли, фиксировали поток частиц, утекающих из атмосферы в космос. Теоретики предсказали этот отток, назвав его «полярным ветром», и это стимулировало дальнейшие исследования причин его возникновения.

Было очевидно, что какая-то часть частиц покидает атмосферу под воздействием солнечного света, который нагревает их, как пар, поднимающийся из кастрюли с водой. Но полярный ветер оказался сложнее: многие частицы в нем были холодными, но при этом двигались с невероятной скоростью.

Это электрическое поле, порожденное на субатомном уровне, должно было быть настолько слабым, что его влияние ощущалось бы лишь на расстоянии сотен миль. В течение десятилетий его не удавалось зафиксировать из-за недостатка технологий. В 2016 году команда Коллинсона разработала новый прибор, который, по их мнению, мог измерить амбиполярное поле Земли.

Для этого они выбрали суборбитальный полет ракеты, запущенной из Арктики. В честь корабля, на котором Эрнест Шеклтон совершил свое легендарное путешествие в Антарктиду в 1914 году, команда назвала свою миссию Endurance. Ракету запустили с Шпицбергена, норвежского архипелага, расположенного всего в нескольких сотнях миль от Северного полюса, где находится самый северный ракетный полигон в мире.

11 мая 2022 года ракета Endurance взлетела и достигла высоты 768 км, приводнившись через 19 минут в Гренландском море. На высоте 518 км Endurance зафиксировала изменение электрического потенциала всего на 0,55 вольт.

Ионы водорода, основной вид частиц в полярном ветре, ощущают силу этого поля, которая превышает гравитацию в 10,6 раза. Этого более чем достаточно, чтобы преодолеть гравитацию и отправить их в космос на сверхзвуковой скорости.

Более тяжелые частицы тоже получают импульс. Ионы кислорода, находящиеся на той же высоте, благодаря этому полю становятся легче вдвое. В целом, исследование показало, что амбиполярное поле увеличивает "масштабную высоту" ионосферы на 271%, что означает, что ионосфера сохраняется плотной на больших высотах дольше, чем ожидалось.

Открытие миссии Endurance открыло новые направления для исследования. Как и гравитация и магнитное поле, амбиполярное поле, возможно, играло важную роль в эволюции атмосферы Земли. Ожидается, что подобные поля существуют и на других планетах, таких как Венера и Марс.

Любая планета с атмосферой должна иметь амбиполярное поле. Теперь, когда мы наконец его измерили, можно начинать изучать, как оно влияло на нашу планету и другие планеты на протяжении времени.

Читайте также

Мощная вспышка M6.9 произошла на Солнце — выброс плазмы может задеть Землю 28 августа

Мощная вспышка M6.9 произошла на Солнце — выброс плазмы может задеть Землю 28 августа

Космические дата-центры Lonestar защитят от спутников с помощью микроволн

Космические дата-центры Lonestar защитят от спутников с помощью микроволн

Скопление галактик Форнакс выдало присутствие темной материи

Скопление галактик Форнакс выдало присутствие темной материи

Архивный снимок телескопа «Субару» помог открыть новую комету

Архивный снимок телескопа «Субару» помог открыть новую комету

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Может ли человечество черпать энергию из черных дыр? Теоретически – да

Может ли человечество черпать энергию из черных дыр? Теоретически – да

Астрономы обнаружили «галактики-призраки» с недавно погасшими черными дырами

Астрономы обнаружили «галактики-призраки» с недавно погасшими черными дырами

Загадочный гул Вселенной может оказаться эхом древних «темных звезд»

Загадочный гул Вселенной может оказаться эхом древних «темных звезд»

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Сенсорная перчатка «Лапик» возвращает осязание людям с ампутацией

Сенсорная перчатка «Лапик» возвращает осязание людям с ампутацией

Российский ИИ-философ «Сократ-2024» поможет найти ответы на сложные вопросы

Российский ИИ-философ «Сократ-2024» поможет найти ответы на сложные вопросы

Алгоритм MIT обучил ИИ законам химии для создания стабильных материалов

Алгоритм MIT обучил ИИ законам химии для создания стабильных материалов

В 1995 году 1 ГБ оперативной памяти стоил как небольшой дом

В 1995 году 1 ГБ оперативной памяти стоил как небольшой дом