Vedci nedávno objavili a zmerali slabé energetické pole obklopujúce našu planétu, ktoré doteraz unikalo našej pozornosti. Tento jav, známy ako ambipolárne pole, bol prvýkrát hypotetizovaný pred viac ako 60 rokmi a jeho objav má potenciál zmeniť spôsob, akým študujeme a chápeme správanie a vývoj Zeme.
„Každá planéta s atmosférou by mala mať ambipolárne pole,“ hovorí astronóm Glyn Collinson z NASA Goddard Space Flight Center. „Teraz, keď sme ho konečne zmerali, môžeme začať skúmať, ako ovplyvnilo našu planétu a možno aj iné planéty v priebehu času.“
Zem chránia rôzne polia
Naša Zem nie je len obyčajná guľa zeminy plávajúca v priestore. Je obklopená rôznymi poliami, ktoré ju ovplyvňujú. Jedným z nich je gravitačné pole, ktoré drží našu atmosféru pevne pri povrchu. Ďalším je magnetické pole, ktoré je generované rotujúcim vodivým materiálom vnútri Zeme. Toto pole chráni našu planétu pred účinkami slnečného vetra a žiarenia a pomáha udržať atmosféru.
V roku 1968 vedci objavili fenomén, ktorý by sme bez vesmírnych prístrojov nezaznamenali. Kozmické lode lietajúce nad pólmi Zeme odhalili prítomnosť supersonického vetra častíc, ktoré unikajú z našej atmosféry. Najlepším vysvetlením pre tento jav bolo tretie pole – elektrické energetické pole.
„Nazýva sa ambipolárne pole a pôsobí ako agent chaosu. Protiváha gravitácii, ktorá strháva častice do vesmíru,“ vysvetľuje Collinson. „Nikdy sme ho však nedokázali zmerať, pretože sme nemali potrebnú technológiu. Preto sme vyvinuli raketu Endurance, aby sme túto neviditeľnú silu odhalili.“
Čo je to ambipolárne pole a akú má úlohu?
Ambipolárne pole funguje nasledovne: vo výške okolo 250 kilometrov, v ionosfére, slnečné žiarenie ionizuje atómy v atmosfére, pričom vytvára kladne nabité ióny a záporné elektróny. Ľahšie elektróny sa snažia uniknúť do vesmíru, zatiaľ čo ťažšie ióny smerujú späť k Zemi. V plazmovom prostredí sa však snaží udržať rovnováha náboja, čo vedie k vzniku elektrického poľa medzi elektrónmi a iónmi, ktoré ich viaže.
Toto pole, ktoré pôsobí v oboch smeroch, je známe ako ambipolárne pole. Jeho výsledkom je, že atmosféra sa „nafukuje“ a niektoré ióny unikajú do vesmíru, čo je viditeľné ako polárny vietor.
Ambipolárne pole je mimoriadne slabé, preto bolo potrebné navrhnúť špeciálne prístroje na jeho detekciu. Misia Endurance, ktorá niesla tieto experimenty, bola vypustená v máji 2022 a dosiahla výšku 768 kilometrov, než sa vrátila na Zem s cennými údajmi.
A experiment bol úspešný. Vedci zaznamenali zmenu elektrického potenciálu len o 0,55 voltu – čo však stačilo na potvrdenie existencie ambipolárneho poľa.
Ako baterka v hodinkách
„Polovica voltu je takmer nič – je to len taká sila, akú má batéria v hodinkách,“ hovorí Collinson. „Ale je to práve toľko, koľko potrebujeme na vysvetlenie polárneho vetra.“
Tento náboj stačí na to, aby gravitačne pritiahlo ióny vodíka 10,6-krát silnejšie, než by to dokázala samotná gravitácia, a vytrhlo ich do vesmíru supersonickou rýchlosťou nad pólmi Zeme.
Objavenie ambipolárneho poľa je len začiatkom. Stále nevieme, aké má širšie dôsledky, ako dlho je na Zemi prítomné, čo všetko robí a ako prispelo k vývoju našej planéty a jej atmosféry, možno dokonca aj života na jej povrchu.
„Toto pole je základnou súčasťou fungovania Zeme,“ hovorí Collinson. „A teraz, keď sme ho konečne zmerali, môžeme začať klásť väčšie a vzrušujúcejšie otázky.“
