ناسا میدان انرژی جدیدی در اطراف زمین کشف کرد

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ دانشمندان ناسا میدان انرژی سومی را در اطراف زمین کشف کرده‌اند. این نیرو که به عنوان میدان الکتریکی آمبی‌پولار شناخته می‌شود، ذرات باردار را به سمت فضا در بالای قطب‌ها هدایت می‌کند.

دو میدان انرژی بزرگ در اطراف زمین شناخته شده‌اند، میدان جاذبه که توسط جرم سیاره تولید می‌شود و میدان الکترومغناطیسی که از چرخش فلزات در هسته به وجود می‌آید. دهه‌هاست که میدان سومی فرضیه شده بود، اما یک مطالعه جدید ناسا سرانجام آن را با اندازه‌گیری‌ها تایید کرد.

از دهه ۱۹۶۰ به این سو، فضاپیما‌هایی که بر فراز قطب‌های زمین پرواز کرده‌اند، تعداد زیادی ذرات را مشاهده کرده‌اند که برخلاف انتظار به بیرون از جو حرکت می‌کنند. این "باد قطبی" از ذراتی تشکیل شده بود که با سرعت مافوق صوت حرکت می‌کردند، با این حال سرد باقی مانده بودند، برخلاف آنچه انتظار می‌رفت. به همین دلیل، دانشمندان نظریه‌پردازی کردند که این پدیده ممکن است به دلیل میدان الکتریکی آمبی‌ پولار باشد.

طبق این فرضیه، این میدان باید در ارتفاع حدود ۲۵۰ کیلومتری بالای قطب‌ها آغاز شود. در این ارتفاع از جو، الکترون‌ها به راحتی از اتم‌های هیدروژن و اکسیژن جدا می‌شوند و یون‌های باردار مثبت به جا می‌مانند. این یون‌ها بسیار سنگین‌تر از الکترون‌ها هستند، بنابراین اگر تنها نیرویی که بر آنها تأثیر می‌گذارد، جاذبه بود، با گذشت زمان باید از هم جدا می‌شدند: یون‌ها به پایین سقوط کرده و الکترون‌ها به فضا پرتاب می‌شدند.

اما به دلیل اینکه یون‌ها و الکترون‌ها بار‌های مخالف دارند، همچنان به یکدیگر جذب می‌شوند. این بدان معناست که هر یک دیگری را در حین حرکت در جهت مخالف می‌کشد و این باعث می‌شود که ارتفاع مقیاس جو در بالای قطب‌ها افزایش یابد، اساساً آن را در ارتفاع بیشتری متراکم‌تر می‌کند.

با اینکه این داستان جذاب است، میدان الکتریکی آمبی‌پولار بسیار ضعیف خواهد بود و تنها در فاصله‌ای به اندازه صد‌ها کیلومتر قابل شناسایی است، بنابراین هیچ ابزاری تاکنون به اندازه کافی حساس نبوده است تا آن را شناسایی کند. هدف از ماموریت Endurance ناسا، آزمایش این فرضیه برای همیشه بود که اکنون نتایجی به دست آورده است.

این ماموریت در ۱۱ مه ۲۰۲۲، از شمالی‌ترین پایگاه موشکی جهان واقع در مجمع‌الجزایر سوالبارد، در شمال نروژ پرتاب شد. در آنجا، Endurance در یک ماموریت ۱۹ دقیقه‌ای برای مطالعه این میدان به فضا پرتاب شد و سپس به دریای گرینلند بازگشت.

ابزار‌های نصب‌شده روی آن تغییرات در پتانسیل الکتریکی را از ارتفاعی که میدان باید آغاز شود - ۲۵۰ کیلومتر - تا ارتفاع حداکثر آن، ۷۶۸ کیلومتر، اندازه‌گیری کردند؛ و همان‌طور که انتظار می‌رفت، آنها تغییری معادل ۰.۵۵ ولت را شناسایی کردند.

گلن کالینسون، محقق اصلی ماموریت Endurance، گفت: نیم ولت تقریباً هیچ چیز نیست - فقط به‌اندازه یک باتری ساعت قوی است، اما این دقیقاً مقدار کافی برای توضیح باد قطبی است.

این میدان الکتریکی برای یون‌های هیدروژن، شایع‌ترین نوع در باد قطبی، نیرویی بیش از ۱۰ برابر قوی‌تر از جاذبه اعمال کرد که به پرتاب آنها به فضا با سرعت مافوق صوت کمک می‌کند. یون‌های اکسیژن نیز تقویت قابل توجهی دریافت کردند. این آزمایش همچنین افزایش ۲۷۱ درصدی ارتفاع مقیاس یونوسفر را اندازه‌گیری کرد.

اکنون که این میدان الکتریکی سرانجام شناسایی شده است، دانشمندان می‌توانند بررسی کنند که چگونه بر تکامل جو زمین در طول تاریخ تأثیر گذاشته است.

تحقیقات در نشریه *Nature* منتشر شده است.

انتهای پیام/