60 lat w tworzeniu: NASA potwierdza hipotezę o globalnym polu elektrycznym Ziemi

NASA potwierdziła istnienie globalnego pola elektrycznego wokół Ziemi, osiągniętego dzięki niedawnemu wystrzeleniu rakiety. To wielka sprawa, ponieważ jest to pierwszy bezpośredni pomiar zjawiska, które było od dawna teoretyzowane, ale nigdy wcześniej nie zostało zaobserwowane.

Od końca lat sześćdziesiątych XX wieku statki kosmiczne wykrywają strumień cząstek, zwany "wiatrem polarnym", uciekający z ziemskiej atmosfery z prędkością ponaddźwiękową. Pomimo oczekiwań, że intensywne światło słoneczne spowoduje pewien wypływ, zimne, nieogrzewane cząstki wprawiły naukowców w zakłopotanie. Podejrzewając, że przyczyną może być nieodkryte pole elektryczne, Glyn Collinson z NASA i jego zespół rozpoczęli prace nad instrumentem i jego zespół rozpoczęli w 2016 r. opracowywanie instrumentu do pomiaru tego ambipolarnego pola, wcześniej niewykrywalnego za pomocą istniejącej technologii. Dla przypomnienia, pole ambipolarne to pole elektryczne, które wpływa zarówno na dodatnio, jak i ujemnie naładowane cząstki (jony i elektrony) w plazmie, powodując, że poruszają się one razem jako grupa, zamiast się rozdzielać.

Misja polegała na wystrzeleniu specjalistycznej rakiety sondującej z Ny-Ålesund na Svalbardzie (Norwegia). Rakieta była wyposażona w czułe instrumenty zaprojektowane do pomiaru pól elektrycznych w górnej atmosferze Ziemi. Gdy rakieta wzniosła się na docelową wysokość, zarejestrowała dokładne dane na temat globalnego pola elektrycznego, które jest generowane przez interakcję między wiatrem słonecznym - ciągłym strumieniem naładowanych cząstek ze Słońca - a ziemską magnetosferą.

To pole elektryczne odgrywa kluczową rolę w zachowaniu naładowanych cząstek w jonosferze, regionie ziemskiej atmosfery, który wpływa na komunikację radiową, GPS i operacje satelitarne. Wahania pola elektrycznego mogą zakłócać działanie tych systemów, szczególnie podczas burz słonecznych. Jego odkrycie poprawi nasze prognozy pogody kosmicznej, poprawi nasze zrozumienie dynamiki atmosfery i, miejmy nadzieję, pomoże chronić satelity przed intensywnymi burzami słonecznymi. Przyczyni się również do rozwoju fizyki plazmy i mechanizmów ucieczki atmosfery na Ziemi i innych planetach.