Trzecie pole energetyczne budzi zdumienie
Niedawno w czasopiśmie „Nature” opublikowano przełomowy artykuł, który przyciągnął uwagę badaczy i naukowców na całym świecie. Publikacja opisuje odkrycie nowego pola energetycznego przez zespół kierowany przez dr. Glyna Collinsona z NASA Goddard Space Flight Center. W badaniach uczestniczyło również sześciu naukowców z Embry‑Riddle Aeronautical University, w tym dr Aroh Barjatya, profesor fizyki inżynieryjnej i dyrektor SAIL.
Pole ambipolarne, które zaobserwowano, jest trzecim polem energetycznym naszej planety, zaraz obok grawitacji i pola magnetycznego. Jest ono mechanizmem napędzającym „wiatr polarny”, czyli strumień naładowanych cząstek uciekających z atmosfery Ziemi w przestrzeń kosmiczną. NASA podkreśla, że pole to może być równie fundamentalne jak siła grawitacji czy magnetyzm naszej planety.
Moc niczym… w baterii od zegarka
Ponad 60 lat temu pojawiła się hipoteza na temat istnienia kolejnej powłoki energetycznej. Naukowcy zdołali się przyjrzeć zjawisku, aby móc raz na zawsze rozwiązać tę zagadkę. Pole ambipolarne, które ma zaledwie 0,55 wolta, jest na tyle silne, aby przyspieszać cząstki w atmosferze do prędkości naddźwiękowych. Najwięcej uwagi skupia się na jonach wodoru, które stanowią główny składnik wiatru polarnego. Siła pola jest na tyle duża, że potrafi przeciwdziałać grawitacji, wystrzeliwując cząstki z atmosfery Ziemi.
NASA wyjaśnia, że choć wartość 0,55 wolta wydaje się porównywalna z napięciem baterii w zegarku - jest wystarczająca, by wyjaśnić zjawisko wiatru polarnego. „Pół wolta to niemal nic - to napięcie zbliżone do siły baterii zegarka. Ale to dokładnie tyle, ile potrzeba, aby wyjaśnić mechanizm wiatru polarnego” - powiedział dr Glyn Collinson, główny badacz misji Endurance w NASA Goddard Space Flight Center.
Misja Endurance pomogła rozwiązać zagadkę
Na przestrzeni lat opracowano nowe narzędzia zdolne do pomiaru pola ambipolarnego. W 2022 roku wystrzelono rakietę Endurance z kosmodromu w Svalbardzie. Rakieta wzniosła się na wysokość 768,03 km, a zaledwie 20 minut później spadła do Morza Grenlandzkiego. Kluczowe dane dotyczące jonosfery były zbierane dzięki radarowi EISCAT w Longyearbyen, który otrzymał wsparcie finansowe od Natural Environment Research Council z Wielkiej Brytanii oraz Research Council z Norwegii.
Odkryte pole nazwano dwukierunkowym z uwagi na sposób, w jaki oddziałuje na cząstki w atmosferze. Powłoka wpływa zarówno na jony, jak i na elektrony. Elementy wodoru, które dominują w wietrze polarnym, są wypychane w kierunku przestrzeni kosmicznej przez siłę pola elektrycznego, która jest 10,6 razy silniejsza od grawitacji, co jest wystarczające, aby przezwyciężyć przyciąganie grawitacyjne Ziemi i wyrzucać jony z atmosfery z prędkością naddźwiękową. Jednocześnie pole ambipolarne oddziałuje na elektrony, przyciągając je w dół, w stronę atmosfery.
Źródło: nature.com / news.erau.edu / kopalniawiedzy.pl / opracowanie własne.