Ученые впервые обнаружили невидимое электрическое поле вокруг Земли
Наконец-то было обнаружено и измерено невидимое слабое энергетическое поле, окружающее нашу планету Земля.
Оно называется амбиполярным полем, электрическое поле, впервые выдвинутое более 60 лет назад, и его открытие изменит то, как мы изучаем и понимаем поведение и эволюцию нашего прекрасного, постоянно меняющегося мира.
«Любая планета с атмосферой должна иметь амбиполярное поле», — говорит астроном Глин Коллинсон из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
«Теперь, когда мы наконец измерили ее, мы можем начать изучать, как она с течением времени формировала нашу планету, а также другие планеты».
Земля — это не просто комок грязи сидит инертно в космосе. Он окружен всевозможными полями. Есть гравитационное поле. Мы мало что знаем о гравитации, особенно учитывая ее повсеместное распространение, но без гравитации у нас не было бы планеты. Гравитация также помогает прижимать атмосферу к поверхности.
Существует также магнитное поле, которое генерируется вращающимся проводящим материалом внутри Земли и преобразует кинетическую энергию в магнитное поле, которое раскручивается в космос. Это защищает нашу планету от воздействия солнечного ветра и радиации, а также помогает удержать атмосферу от сдувания.
В 1968 году ученые описали явление, которое мы не могли заметить до космической эры. Космический корабль, пролетавший над полюсами Земли, обнаружил сверхзвуковой ветер из частиц, вылетающих из земной атмосферы. Лучшим объяснением этому было третье, электрическое энергетическое поле.
«Оно называется амбиполярным полем и является агентом хаоса. Оно противодействует гравитации и уносит частицы в пространство», — объясняет Коллинсон в своей книге. видео.
«Но мы никогда раньше не могли измерить это, потому что у нас не было технологии. Поэтому мы построили ракетный корабль Endurance, чтобы отправиться на поиски этого великая невидимая сила.»
Вот как должно было работать амбиполярное поле. Начиная с высоты около 250 километров (155 миль), в слое атмосферы, называемом ионосферой, крайнее ультрафиолетовое и солнечное излучение ионизирует атомы атмосферы, отрывая отрицательно заряженные электроны и превращая атом в положительно заряженный ион.
Легкие электроны попытаются улететь в космос, а более тяжелые ионы попытаются опуститься к земле. Но плазменная среда будет пытаться сохранить нейтральность заряда, что приводит к возникновению электрического поля между электронами и ионами, связывающего их вместе.
Это называется амбиполярным полем, поскольку оно действует в обоих направлениях. , при этом ионы создают притяжение вниз, а электроны — вверх.
В результате атмосфера раздувается; Увеличение высоты позволяет некоторым ионам улетучиваться в космос, что мы и видим в полярном ветре.
Это амбиполярное поле будет невероятно слабым, поэтому Коллинсон и его команда разработали приборы для его обнаружения. Миссия Endurance, проводившая этот эксперимент, была запущена в мае 2022 года и достигла высоты 768,03 километра (477,23 мили), а затем упала обратно на Землю с ценными, с трудом добытыми данными.
И это удалось. Он измерил изменение электрического потенциала всего на 0,55 вольта – но это было все, что было нужно.
«Половина вольта – это почти ничего – это примерно такая же мощность, как у часовой батарейки», – говорит Коллинсон. «Но это как раз то количество, которое объясняет полярный ветер».
Этого количества заряда достаточно, чтобы притянуть ионы водорода с силой, в 10,6 раз превышающей силу гравитации, и отправить их в космос на сверхзвуковых скоростях, измеренных Полюса Земли.
Ионы кислорода, которые тяжелее ионов водорода, также поднимаются выше, увеличивая плотность ионосферы на больших высотах на 271 процент по сравнению с той, какой была бы ее плотность без амбиполярного поля.
Что еще более интересно, это только первый шаг. Мы не знаем более широких последствий амбиполярного поля, как долго оно существует, что оно делает и как оно помогло сформировать эволюцию нашей планеты и ее атмосферы и, возможно, даже жизнь на ее поверхности. p>
«Это поле является фундаментальной частью работы Земли», — говорит Коллинсон. «И теперь, когда мы, наконец, измерили это, мы действительно можем начать задавать некоторые из этих более важных и интересных вопросов».
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
