NASA zinātnieki ir atklājuši trešo globālo enerģētisko lauku ap Zemi. Ambipolārais elektriskais lauks piesaista lādētas daļiņas kosmosā virs poliem.
Ir zināms, ka ap Zemi eksistē divi galvenie globālie lauki – gravitācijas lauks, ko veido planētas masa, un elektromagnētiskais lauks, ko veido planētas kodola metāli. Hipotēzi par trešo lauku izvirzīja desmitgadēm, bet NASA jaunais pētījums beidzot to apstiprināja ar mērījumiem.
«Šis elektriskais lauks ir divvirzienu jeb ambipolārais, jo tas darbojas abos virzienos. Joni velk elektronus lejā, kad tie krīt zem gravitācijas spēka iedarbības. Tajā pašā laikā elektroni paceļ jonus augstāk, kad tie mēģina izbēgt kosmosā,» teikts NASA paziņojumā.
Kopš 1960. gadiem kosmosa kuģi, kas pārlidojuši Zemes polus, atklājuši daudz vairāk daļiņu, kas izdalās no atmosfēras kosmosā, nekā tika gaidīts. Šis «pola vējš» dīvaini sastāvēja no daļiņām, kas pārvietojās ar virsskaņas ātrumu, lai gan tās palika aukstas, pretēji gaidīts. Zinātnieki pieļāva, ka tas varētu būt saistīts ar fenomenu, ko viņi sauca par ambipolāro elektrisko lauku.
Saskaņā ar hipotēzi šis lauks vajadzētu sākties apmēram 250 km augstumā virs poliem. Tieši šajā augstumā atmosfērā elektroni viegli izdalās no ūdeņraža un skābekļa atomiem, atstājot pozitīvi lādētu jonu. Šie joni ir daudz smagāki par elektroniem, tādēļ, ja gravitācija būtu vienīgais spēks, kas uz tiem iedarbojas, laika gaitā tiem vajadzētu krist lejā, bet elektroniem izlidot kosmosā.
Bet, tā kā joni un elektroni ir pretēji lādēti, tie turpina piesaistīt viens otru. Tas galarezultātā palielina atmosfēras "mērogu augstumu" virs poliem, būtībā padarot to blīvāku augstāk.
Šis ambipolārais elektriskais lauks būtu ārkārtīgi vājš un to varētu atklāt tikai attālumā no simtiem kilometru, tādēļ neviens instruments agrāk nebija pietiekami jūtīgs, lai to noteiktu. Hipotēzes pārbaude uz visiem laikiem bija NASA misijas Endurance mērķis, kas deva rezultātus.
Misijas kulminācija bija startēšana 2022. gada 11. maijā no pasaulē ziemeļdaļīgākās raķešu palaišanas vietas, kas atrodas Špicbergenas arhipelāga ziemeļos no Norvēģijas. Tur Endurance devās 19 minūšu misijā, lai izpētītu šo lauku.
Borta instrumenti izmērīja elektriskā potenciāla izmaiņas no augstuma, kur lauks sākas, līdz augstākajam augstumam, ko tas sasniedza — 768 km. Viņi tiešām atklāja izmaiņas 0,55 V.
«Pusvolts ir gandrīz nekas, apmēram tāpat kā pulksteņa baterija. Bet tas ir tieši tas, kas nepieciešams, lai izskaidrotu polāro vēju,» saka misijas Endurance galvenais pētnieks Glinns Kolinsons.
Izskatās, ka tas nav īpaši spēcīgs, bet ūdeņraža joniem, kas ir visizplatītākais polarā vēja tips, šis elektriskais lauks izraisīja spēku vairāk nekā 10 reizes lielāku nekā gravitācijas spēks, kas palīdz tiem lidojumā kosmosā virsskaņas ātrumā. Skābekļa joni arī saņem būtisku pieaugumu. Eksperiments arī noteica augstuma pieaugumu jonosfērā par 271%.
Tagad, kad šis elektriskais lauks beidzot ir atklāts, zinātnieki var sākt pētīt, kā tas ietekmējis atmosfēras izmaiņas Zemes vēstures laikā. Pētījums publicēts žurnālā Nature. Populārs pētījuma apraksts ir pieejams NASA publikācijā zemāk norādītajā saitē un video.
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra