Nevidljivo, slabo energetsko polje omotano oko našeg planeta Zemlje konačno je otkriveno i izmjereno.
Zove se ambipolarno polje, električno polje za koje se prvi put pretpostavljalo da postoji prije više od 60 godina, a njegovo će otkriće promijeniti način na koji proučavamo i razumijemo ponašanje i evoluciju našeg prekrasnog svijeta koji se stalno mijenja.
"Svaki planet s atmosferom trebao bi imati ambipolarno polje", kaže astronom Glyn Collinson iz NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard.
"Sada kada smo ga konačno izmjerili, možemo početi učiti kako je oblikovao naš planet kao i druge tokom vremena."
Zemlja nije samo mrlja prljavštine koja nepomično stoji u svemiru. Okružen je svim mogućim poljima. Tu je gravitacijsko polje. Ne znamo puno o gravitaciji, pogotovo s obzirom na to koliko je sveprisutna, ali bez gravitacije ne bismo imali planet. Gravitacija također pomaže održavanju atmosfere pripijene uz površinu.
Tu je i magnetsko polje, koje stvara rotirajući, provodljivi materijal u Zemljinoj unutrašnjosti, pretvarajući kinetičku energiju u magnetsko polje koje se vrti u svemir. To štiti naš planet od utjecaja sunčevog vjetra i zračenja, a također pomaže u sprječavanju otpuhivanja atmosfere.
Godine 1968. naučnici su opisali fenomen koji nismo mogli primijetiti sve do svemirskog doba. Svemirska letjelica koja je letjela iznad Zemljinih polova otkrila je nadzvučni vjetar čestica koje izlaze iz Zemljine atmosfere. Najbolje objašnjenje za to bilo je treće, polje električne energije.
"To se zove ambipolarno polje i agent je haosa. Suprotstavlja se gravitaciji i skida čestice u svemir", objašnjava Collinson u videu.
"Ali to nikada prije nismo mogli izmjeriti jer nismo imali tehnologiju. Pa smo izgradili raketni brod Endurance kako bismo krenuli u potragu za ovom velikom nevidljivom silom."
Evo kako se očekivalo da ambipolarno polje radi. Počevši od visine od oko 250 kilometara, u sloju atmosfere koji se naziva ionosfera, ekstremno ultraljubičasto i sunčevo zračenje ionizira atmosferske atome, odvajajući negativno nabijene elektrone i pretvarajući atom u pozitivno nabijen ion.
Lakši elektroni pokušat će odletjeti u svemir, dok će teži ioni pokušati potonuti prema tlu. Ali okruženje plazme pokušat će održati neutralnost naboja, što rezultira pojavom električnog polja između elektrona i iona koje ih spaja.
To se naziva ambipolarno polje jer djeluje u oba smjera, pri čemu ioni vuku prema dolje, a elektroni prema gore.
Rezultat je da je atmosfera napuhana; povećana nadmorska visina omogućuje nekim ionima da pobjegnu u svemir, što vidimo u polarnom vjetru.
Ovo ambipolarno polje bilo bi nevjerovatno slabo, zbog čega su Collinson i njegov tim dizajnirali instrumente za njegovo otkrivanje. Misija Endurance, koja provodi ovaj eksperiment, pokrenuta je u maju 2022. godine, dosegnuvši visinu od 768,03 kilometara prije nego što je pala natrag na Zemlju sa svojim dragocjenim, teško stečenim podacima.
I uspjelo je. Izmjerio je promjenu električnog potencijala od samo 0,55 volti - ali to je bilo sve što je bilo potrebno.
"Pola volta je gotovo ništa – jaka je otprilike kao baterija na satu", kaže Collinson . "Ali to je taman onoliko koliko treba objasniti polarni vjetar."
Ta količina naboja dovoljna je da povuče ione vodika s 10,6 puta većom snagom od gravitacije, lansirajući ih u svemir nadzvučnom brzinom izmjerenom iznad Zemljinih polova.
Ioni kisika, koji su teži od iona vodika, također su podignuti više, povećavajući gustoću ionosfere na velikim visinama za 271 posto, u usporedbi s gustoćom koja bi bila bez ambipolarnog polja.
Ono što je još uzbudljivije jest da je ovo tek prvi korak. Ne znamo šire implikacije ambipolarnog polja, koliko dugo postoji, što radi i kako je pomoglo u oblikovanju evolucije našeg planeta i njegove atmosfere, a možda čak i života na njegovoj površini.
"Ovo polje je temeljni dio načina na koji Zemlja funkcionira", kaže Collinson. "A sada kada smo to konačno izmjerili, zapravo možemo početi postavljati neka od ovih većih i uzbudljivih pitanja."
