Otkriće na nivou pronalaska gravitacije: Prvi put dokazano postojanje električnog polja iznad planete Zemlje

Koristeći opservacije Nasine suborbitalne rakete, međunarodni tim naučnika je po prvi put uspešno izmerio električno polje koje se prostire iznad naše planete i smatra fundamentalnim za njeno postojanje, baš kao gravitacija i magnetna polja.

Merenja rakete u okviru "Endurance" misije prvi put su potvrdila postojanje tog polja i odredili njegovu snagu, kao i ulogu u "curenju" atmosfere i oblikovanju jonosfere. 

Razumevanje kompleksnih kretanja i evolucije atmosfere naše planete nudi ne samo tragove istorije Zemlje, nego i uvid u misterije drugih planeta i odrednicu koje od njih bi možda mogle biti pogodne za život.

Naučni rad objavljen je u sredu 28. avgusta u časopisu "Nature".

Polje odale čestice koje beže iz atmosfere

Od kraja šezdesetih godina svemirske letelice koje su letele iznad Zemljinih polova detektovale su čestice koje "beže" iz Zemljine atmosfere u kosmos.

Teoretičari su predvideli ovaj odliv, koji su nazvali "polarnim vetrom", ali još nisu znali šta ga izaziva.

Jaka, nefiltrirana sunčeva svetlost mogla je izazvati ovu pojavu, baš kao što para "beži" iz lonca ključale vode. Ipak, ono što su videli, delovalo je mnogo misterioznije - mnoge od tih čestica bile su hladne i nisu pokazivale znak zagrejanosti, ali su ipak putovale supersoničnim brzinama.

"Nešto je moralo da izvlači te čestice iz atmosfere", kaže Glin Kolinson, glavni istraživač "Endurance" misije u Godard svemirskom centru Nacionalne američke svemirske agencije u Grinbeltu, koji je glavni autor naučnog rada.

Naučnici su smatrali da je posredi još neotkriveno električno polje, generisano na subatomskoj ravni. 

Pretpostavljali su da je reč o slabom polju, čiji se efekti osećaju samo na nekoliko stotina kilometara, ali njegovo detektovanje decenijama je bilo van domašaja postojeće tehnologije.

Međutim, 2016. Kolinson je sa svojim timom razvio novi instrument za koji su smatrali da može da izmeri ambipolarno polje Zemlje.

Lansiranje rakete sa Arktika

Inovativni instrumenti lansirani su na suborbitalnoj raketi sa Arktika, a u čast Ernesta Šekltona i njegovog čuvenog puta na Antarktik 1914. tim je misiju nazvao "Endurance" (u prevodu "Istrajnost").

Naučnici su se otisnuli na Svalbard, norveški arhipelag koji se nalazi na samo nekoliko stotina kilometara od Južnog pola.

profimedia

"Svalbard je jedini raketni poligon na svetu, sa kog možete leteti kroz polarni vetar i napraviti potrebna merenja", objašnjava Suzi Imber, fizičarka Univerziteta Lester i jedna od autorki rada. 

"Endurance" je lansiran 11. maja 2022. i dostigao je visinu od 768,03 kilometara, pre nego što će 19 minuta kasnije pasti u Grenlandsko more.

U međuvremenu je prikupljao podatke i merio promene u električnom potencijalu od samo 0,55 volti.

"Pola volta je gotovo ništa - to je snaga otprilike jedne baterije za sat. Ali to je prava količina koja objašnjava polarni vetar", ističe Kolinson.

Joni vodonika, najprisutnije čestice u polarnom vetru, izložene su sili ovog polja 10,6 puta snažnijoj od gravitacije. 

"To je više nego dovoljno da se one lansiraju u svemir supersoničnim brzinama", objašnjava Aleks Gloser, jedan od autora naučnog rada.

Otkriće "Endurance" misije otvorilo je vrata mnogim novim istraživanjima. Ambipolarno polje, kao fundamentalno energetsko polje naše planete, uz gravitaciono i magnetno, najverovatnije je kontinuirano oblikovalo razvoj naše atmosfere, na način koji tek treba da istražimo.

Pošto je stvoreno na osnovu unutrašnje dinamike atmosfere, slična električna polja trebalo bi da postoje i na drugim planetama, uključujući Veneru i Mars.

"Svaka planeta sa atmosferom mogla bi da ima ambipolarno polje. Sada kad smo ga konačno izmerili, možemo da otkrijemo kako je oblikovalo našu i druge planete tokom vremena", zaključuje Kolinson.