Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) объявило о значительном достижении. При помощи наблюдений с суборбитальной ракеты NASA, международная команда ученых впервые сумела измерить электрическое поле планеты, которое, как полагают, является столь же «фундаментальным» для Земли, как гравитационное и магнитное поля.
Более 60 лет назад ученые выдвинули гипотезу, что так называемое амбиполярное электрическое поле управляет тем, как атмосфера Земли может теряться, «улетая» в космос над полюсами. Измерения, проведенные с помощью ракеты миссии NASA Endurance, подтвердили существование этого поля и его вклад в ускорение утечки газов атмосферы, а также в формирование нашей ионосферы — верхнего слоя атмосферы.
В конце 1960-х годов космические аппараты над Земными полюсами зафиксировали утечку частиц из атмосферы в космос. Теоретики предположили этот процесс, назвав его «полярным ветром», что дало толчок исследованию его причин.
Как объяснили в NASA, интенсивное солнечное излучение должно вызывать утечку частиц в космос, подобно тому, как пар выходит из кипящей кастрюли. Однако наблюдаемый «полярный ветер» представлял собой загадку: многие его частицы были холодными, без признаков нагревания, но двигались на сверхзвуковой скорости. Главный исследователь миссии Endurance, Глин Коллинсон, подчеркнул:
Что-то должно было вытаскивать эти частицы из атмосферы.
Ученые предположили, что это может быть не обнаруженное электрическое поле, которое должно было быть чрезвычайно слабым и воздействовать лишь на большие расстояния. На протяжении десятилетий его обнаружение выходило за рамки существующих технологий. В 2016 году Коллинсон и его команда начали разрабатывать новый прибор, способный измерить амбиполярное поле Земли.
Инструменты и идеи команды оказались наиболее эффективными для суборбитального полета ракеты, запущенной из Арктики. 11 мая 2022 года миссия Endurance стартовала, достигнув высоты 768,03 км и приводнившись спустя 19 минут в Гренландском море. В ходе полета Endurance измерила изменение электрического потенциала в 0,55 вольт. Коллинсон отметил:
Полвольта — это почти ничто, примерно столько же, сколько батарейка для часов. Но это как раз то количество, которое нужно, чтобы объяснить полярный ветер.
Ионы водорода, самые распространенные частицы в полярном ветре, испытывают удаляющую их силу этого поля, превосходящую силу тяжести в 10,6 раза. Научный сотрудник проекта Endurance, Алекс Глосер, пояснил:
Этого более чем достаточно, чтобы преодолеть гравитацию — и даже вывести их в космос на сверхзвуковой скорости.
Более тяжелые частицы тоже получают ускорение. Ионы кислорода на той же высоте под воздействием этого поля весят вдвое меньше. Общая величина увеличения «масштабной высоты» ионосферы составляет 271%, то есть ионосфера остается плотной на большей высоте, чем она была бы без этого поля. Коллинсон добавил:
Это как конвейер, поднимающий атмосферу в космос.
Источник: iXBT
