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

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Китайская ракета Long March 7A взорвалась через 85 секунд после запуска

Китайская ракета Long March 7A взорвалась через 85 секунд после запуска

Атмосфера Плутона начала замерзать по мере удаления от Солнца

Атмосфера Плутона начала замерзать по мере удаления от Солнца

Ученые получили самое четкое изображение поверхности Солнца в истории

Ученые получили самое четкое изображение поверхности Солнца в истории

Китай предложил использовать роботов-собак на будущей лунной базе

Китай предложил использовать роботов-собак на будущей лунной базе

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

NASA заменяло модемы в ноутбуках для МКС на единый космический разъем питания

NASA заменяло модемы в ноутбуках для МКС на единый космический разъем питания

Илон Маск подтвердил планы SpaceX построить роботизированные заводы на Луне

Илон Маск подтвердил планы SpaceX построить роботизированные заводы на Луне

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака