04/09/2024
Используя наблюдения с суборбитальной ракеты НАСА, международная группа ученых впервые успешно измерила электрическое поле всей планеты, которое, как полагают, имеет для Земли такое же фундаментальное значение, как ее гравитационное и магнитное поля.
Известное как амбиполярное электрическое поле, ученые впервые выдвинули гипотезу более 60 лет назад, что оно управляет тем, как атмосфера нашей планеты может выходить из-под Северного и Южного полюсов Земли. Измерения с ракеты, миссии NASA Endurance, подтвердили существование амбиполярного поля и количественно определили его силу, раскрыв его роль в управлении атмосферным вытеканием и формировании нашей ионосферы — слоя верхней атмосферы — в более широком смысле.
Понимание сложных движений и эволюции атмосферы нашей планеты дает ключи не только к истории Земли, но и позволяет нам проникнуть в тайны других планет и определить, какие из них могут быть пригодны для жизни. Исследовательская работа по этой теме опубликована в журнале Nature.
С конца 1960-х годов космические аппараты, пролетающие над полюсами Земли, обнаружили поток частиц, вытекающих из нашей атмосферы в космос. Теоретики предсказали этот отток, который они назвали «полярным ветром», что подстегнуло исследования по пониманию его причин.
Предполагаемое электрическое поле, генерируемое в субатомном масштабе, должно было быть невероятно слабым, а его воздействие ощущалось лишь на расстоянии сотен километров. Десятилетиями его обнаружение выходило за рамки существующих технологий. В 2016 году Коллинсон и его команда приступили к созданию нового прибора, который, по их мнению, подходил для измерения амбиполярного поля Земли.
Инструменты и идеи команды лучше всего подходили для суборбитального полета ракеты, запущенной из Арктики. В знак уважения к кораблю, на котором Эрнест Шеклтон совершил свое знаменитое путешествие в Антарктиду в 1914 году, команда назвала свою миссию Endurance. Ученые взяли курс на Шпицберген, норвежский архипелаг всего в нескольких сотнях миль от Северного полюса, где находится самый северный ракетный полигон в мире.
11 мая 2022 года Endurance стартовал и достиг высоты 768,03 км, приводнившись 19 минут спустя в Гренландском море. На высоте в 518 км, где он собирал данные, Endurance измерил изменение электрического потенциала всего на 0,55 вольт.
По словам ученых, полвольта — это почти ничто, это примерно столько же, сколько батарейка для часов. Но это как раз то количество, которое нужно, чтобы объяснить полярный ветер.
Ионы водорода, наиболее распространенный тип частиц в полярном ветре, испытывают направленную наружу силу этого поля, в 10,6 раз превышающую силу гравитации.
Более тяжелые частицы также получают импульс. Ионы кислорода на той же высоте, погруженные в это поле в полвольта, весят вдвое меньше. В целом, команда обнаружила, что амбиполярное поле увеличивает то, что известно как «масштабная высота» ионосферы на 271%, то есть ионосфера остается более плотной на больших высотах, чем она была бы без него.
Открытие Endurance открыло много новых путей для исследования. Амбиполярное поле, как фундаментальное энергетическое поле нашей планеты наряду с гравитацией и магнетизмом, могло непрерывно формировать эволюцию нашей атмосферы способами, которые мы теперь можем начать исследовать. Поскольку оно создается внутренней динамикой атмосферы, ожидается, что подобные электрические поля существуют на других планетах, включая Венеру и Марс.
Источник: planet-today.ru
Известное как амбиполярное электрическое поле, ученые впервые выдвинули гипотезу более 60 лет назад, что оно управляет тем, как атмосфера нашей планеты может выходить из-под Северного и Южного полюсов Земли. Измерения с ракеты, миссии NASA Endurance, подтвердили существование амбиполярного поля и количественно определили его силу, раскрыв его роль в управлении атмосферным вытеканием и формировании нашей ионосферы — слоя верхней атмосферы — в более широком смысле.
Понимание сложных движений и эволюции атмосферы нашей планеты дает ключи не только к истории Земли, но и позволяет нам проникнуть в тайны других планет и определить, какие из них могут быть пригодны для жизни. Исследовательская работа по этой теме опубликована в журнале Nature.
С конца 1960-х годов космические аппараты, пролетающие над полюсами Земли, обнаружили поток частиц, вытекающих из нашей атмосферы в космос. Теоретики предсказали этот отток, который они назвали «полярным ветром», что подстегнуло исследования по пониманию его причин.
Предполагаемое электрическое поле, генерируемое в субатомном масштабе, должно было быть невероятно слабым, а его воздействие ощущалось лишь на расстоянии сотен километров. Десятилетиями его обнаружение выходило за рамки существующих технологий. В 2016 году Коллинсон и его команда приступили к созданию нового прибора, который, по их мнению, подходил для измерения амбиполярного поля Земли.
Инструменты и идеи команды лучше всего подходили для суборбитального полета ракеты, запущенной из Арктики. В знак уважения к кораблю, на котором Эрнест Шеклтон совершил свое знаменитое путешествие в Антарктиду в 1914 году, команда назвала свою миссию Endurance. Ученые взяли курс на Шпицберген, норвежский архипелаг всего в нескольких сотнях миль от Северного полюса, где находится самый северный ракетный полигон в мире.
11 мая 2022 года Endurance стартовал и достиг высоты 768,03 км, приводнившись 19 минут спустя в Гренландском море. На высоте в 518 км, где он собирал данные, Endurance измерил изменение электрического потенциала всего на 0,55 вольт.
По словам ученых, полвольта — это почти ничто, это примерно столько же, сколько батарейка для часов. Но это как раз то количество, которое нужно, чтобы объяснить полярный ветер.
Ионы водорода, наиболее распространенный тип частиц в полярном ветре, испытывают направленную наружу силу этого поля, в 10,6 раз превышающую силу гравитации.
Более тяжелые частицы также получают импульс. Ионы кислорода на той же высоте, погруженные в это поле в полвольта, весят вдвое меньше. В целом, команда обнаружила, что амбиполярное поле увеличивает то, что известно как «масштабная высота» ионосферы на 271%, то есть ионосфера остается более плотной на больших высотах, чем она была бы без него.
Открытие Endurance открыло много новых путей для исследования. Амбиполярное поле, как фундаментальное энергетическое поле нашей планеты наряду с гравитацией и магнетизмом, могло непрерывно формировать эволюцию нашей атмосферы способами, которые мы теперь можем начать исследовать. Поскольку оно создается внутренней динамикой атмосферы, ожидается, что подобные электрические поля существуют на других планетах, включая Венеру и Марс.
Источник: planet-today.ru
распечатать статьюПоделиться:
ПОКАЗАТЬ ЕЩЕ
