|
Обнаружено невидимое электрическое поле вокруг Земли
|
|
|
|
С тех пор, как в 1666 году Исаак Ньютон был сбит яблоком, ученые пытались разобраться в силах, которые формируют нашу планету. Хотя гравитационное притяжение и магнитное поле Земли должны быть хорошо знакомы, ученые теперь говорят, что они обнаружили третье поле, которое является "столь же фундаментальным".
|
|
|
|
Исследователи НАСА обнаружили первые свидетельства существования тонкого, почти незаметного электрического поля, окружающего планету.
|
|
|
|
Это "амбиполярное электрическое поле" может быть причиной загадочных вихрей сверхзвуковых частиц, которые постоянно вылетают с полюсов Земли.
|
|
|
|
Более того, исследователи утверждают, что открытие может даже помочь объяснить, почему жизнь сформировалась именно здесь, на Земле, и нигде больше.
|
|
|
|
В 1960-х годах, когда первые космические аппараты начали вращаться вокруг Земли, космические агентства начали замечать странные явления над полюсами.
|
|
|
|
Когда космические корабли пролетали над Землей, их обдувал внезапный сверхзвуковой поток заряженных частиц, вырывающихся из атмосферы.
|
|
|
|
Но хотя ученые уже более 50 лет знают о существовании этих "полярных ветров", никто до сих пор не смог объяснить, что их вызывает.
|
|
|
Некоторые частицы могут просто нагреваться под воздействием солнечного света и выходить наружу, как пар из кипящего котла.
|
|
|
|
Но другие были более загадочными, поскольку ученые также обнаружили постоянный поток ионов водорода, которые были абсолютно холодными, несмотря на то, что двигались со сверхзвуковой скоростью.
|
|
|
|
Ведущий автор исследования доктор Глин Коллинсон из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА говорит: "Что-то должно было вытягивать эти частицы из атмосферы".
|
|
|
|
Исследователи предположили, что частицы могли быть выброшены из атмосферы электрическим разрядом, распространяющимся по всей планете, примерно на высоте 150 миль (250 км) над поверхностью.
|
|
|
|
На этой высоте атомы в нашей атмосфере начинают распадаться на отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы.
|
|
|
|
Поскольку ионы в 1836 раз тяжелее электронов, они должны опускаться к Земле под действием силы тяжести.
|
|
|
|
Но поскольку они имеют противоположные заряды, электроны и ионы связаны друг с другом электрическим полем, которое притягивается в обоих направлениях - отсюда и название амбиполярного.
|
|
|
|
Подобно собаке, тянущей за собой поводок, электроны тянут свои ионы вверх против силы тяжести и поднимают их из атмосферы.
|
|
|
|
Однако до недавнего времени технологии для измерения этого поля просто не существовало.
|
|
|
|
Начиная с 2016 года, исследователи приступили к разработке ракеты, способной измерять то, что они считали очень малой разницей напряжений на расстоянии сотен миль.
|
|
|
|
Кульминацией этого стала миссия НАСА "Выносливость", которая стартовала с отдаленного норвежского острова Шпицберген - всего в нескольких сотнях миль к югу от Северного полюса.
|
|
|
|
Исследователям необходимо было совершить путешествие на этот отдаленный остров, потому что это единственное место в мире, где возможно обнаружение амбиполярного электрического поля.
|
|
|
|
Вокруг полюсов магнитное поле Земли создает "открытые силовые линии", которые простираются в космос, а не образуют замкнутые петли.
|
|
|
|
Соавтор исследования профессор Сюзанна Имбер, космический физик из Университета Лестера, Великобритания, рассказала MailOnline: "Поле генерируется электронами, которые обладают некоторым тепловым давлением, позволяющим им подниматься на большие высоты по открытым линиям поля.
|
|
|
|
"Электроны привязаны к магнитному полю, так что это можно обнаружить только над полюсами, потому что в высоких магнитных широтах силовые линии поля уходят с поверхности в космос".
|
|
|
|
Это было еще более сложно из-за того, что эти силовые линии не остаются на одном и том же месте, а постоянно перемещаются.
|
|
|
|
"Если вы ошибетесь и запустите ракету в неподходящий момент, это будет своего рода катастрофой - у вас будет только один шанс провести эксперимент", - говорит профессор Имбер.
|
|
|
|
Несмотря на смещение границ поля и снежные бури, команде удалось запустить свою ракету в суборбитальный полет 11 мая 2022 года.
|
|
|
|
Самолет Endurance, названный в честь полярных экспедиций Эрнеста Шеклтона, взлетел на высоту 477,23 мили (768,03 км) и через 19 минут разбился в Гренландском море.
|
|
|
|
На высоте 322 мили (518 км), на которой Endurance собирал данные, он обнаружил, что потенциал электрического заряда составляет всего 0,55 вольта.
|
|
|
|
Доктор Коллинсон говорит: "Полвольта — это почти ничто, оно примерно такое же мощное, как батарейка в часах, но этого как раз достаточно, чтобы объяснить полярный ветер".
|
|
|
|
Несмотря на то, что эта сила очень мала, исследователи полагают, что на такой обширной территории она ответственна за увеличение высоты ионосферы, слоя атмосферы, на 271 процент.
|
|
|
|
"Это похоже на конвейерную ленту, поднимающую атмосферу в космос", - говорит доктор Коллинсон.
|
|
|
|
Поскольку это месторождение было открыто совсем недавно, исследователи до сих пор не уверены, какое влияние оно могло оказать на развитие Земли, но последствия могут быть огромными.
|
|
|
|
Что важно, есть предположение, что это может быть одной из причин того, что на Земле все еще есть вода, в то время как такие планеты, как Венера и Марс, высохли.
|
|
|
|
В 2016 году миссия Европейского космического агентства "Венера Экспресс" обнаружила, что ионосфера Венеры генерирует 10-вольтовый потенциал по всей планете.
|
|
|
|
Поскольку интенсивный солнечный свет отделял положительно заряженные ионы кислорода от водорода в воде, этот заряд мог засасывать их в космос, как пылесос размером с планету.
|
|
|
|
Со временем этот процесс мог привести к выбросу всей воды с Венеры в космос и превращению ее в бесплодную пустошь, которую мы сейчас видим.
|
|
|
|
Поскольку амбиполярное электрическое поле Земли намного слабее, это может быть частью набора факторов, которые определяют, пригодна ли планета для жизни в долгосрочной перспективе.
|
|
|
|
Доктор Коллинсон говорит: "Любая планета с атмосферой должна обладать амбиполярным полем.
|
|
|
|
"Теперь, когда мы, наконец, измерили его, мы можем начать изучать, как он формировал нашу планету, а также другие планеты с течением времени".
|
|
|
|
Источник
|
