میدان الکتریکی نامرئی زمین برای اولین بار شناسایی و اندازهگیری شد

میدان الکتریکی نامرئی زمین برای اولین بار شناسایی و اندازهگیری شد, دانشمندان موفق شدند میدان انرژی نامرئی و ضعیفی که سیاره زمین را احاطه کرده، شناسایی و اندازهگیری کنند. این میدان دو قطبی که بیش از ۶۰ سال پیش به عنوان یک فرضیه مطرح شده بود، اکنون با دقت تأیید شده و میتواند درک ما از حرکت و تکامل سیاره را دگرگون سازد.

گلین کالیسون، ستارهشناس مرکز پرواز فضایی گاردارد ناسا، بیان میدارد هر سیارهای که جو داشته باشد، باید میدان دو قطبی داشته باشد. اکنون که در نهایت آن را اندازهگیری کردهایم، میتوانیم بفهمیم این میدان چگونه سیاره ما و سایر سیارات را در طول زمان شکل داده است. مقدمات کشف میدان انرژی سوم زمین تنها یک کره خاکی معلق در فضا نیست؛ انواع میدانها آن را احاطه کردهاند.

میدان گرانش یکی از این موارد است که بدون آن سیارهای وجود نخواهد داشت. همچنین میدان مغناطیسی ناشی از مواد رسانا در هسته زمین، سیاره را در برابر باد خورشیدی و تشعشعات محافظت میکند. در سال ۱۹۶۸، دانشمندان پدیدهای را توصیف کردند که تا عصر فضا قابل درک نبود. فضاپیماهای پروازکننده بر فراز قطبها، بادی فراسوت از ذرات فرارکننده از جو را رصد کردند. بهترین توضیح برای این پدیده، وجود میدان سوم انرژی یعنی میدان الکتریکی بود.

کالیسون توضیح میدهد این میدان دو قطبی الکتریکی نامیده میشود و عامل هرجومرج است. با گرانش مقابله کرده و ذرات را به فضا میبرد. اما ما تا به حال نمیتوانستیم آن را اندازهگیری کنیم، زیرا فناوری لازم را نداشتیم. به همین دلیل فضاپیمای موشکی استقامت ساخته شد تا به جستجوی این نیروی نامرئی بپردازد. نحوه عملکرد میدان الکتریکی زمین میدان دو قطبی الکتریکی در ارتفاع حدود ۲۵۰ کیلومتری، در لایهای به نام یونوسفر فعال است.

در این لایه، تابش فرابنفش خورشید اتمهای جو را یونیزه میکند؛ الکترونهای منفی جدا شده و یونهای مثبت باقی میمانند. الکترونهای سبکتر سعی در فرار به فضا دارند، در حالی که یونهای سنگینتر به سمت زمین کشیده میشوند. محیط پلاسما برای حفظ تعادل بار، میدان الکتریکی را میان این دو ایجاد میکند که آنها را به هم متصل نگه دارد. به همین دلیل این میدان دو قطبی نامیده شده، چون یونها به پایین و الکترونها به بالا کشش ایجاد میکنند.

نتیجه این فرآیند، تورم جو به سمت بالا است. افزایش ارتفاع جو باعث میشود برخی یونها به فضا فرار کنند، پدیدهای که در باد قطبی مشاهده میشود. این میدان بسیار ضعیف است؛ از این رو کالیسون و تیمش ابزاری حساس برای تشخیص آن طراحی کردند. مأموریت استقامت در مه ۲۰۲۲ پرتاب شد و تا ارتفاع ۷۶۸.۰۳ کیلومتری رسید. فضاپیما تنها ۰.۵۵ ولت پتانسیل الکتریکی را ثبت کرد، مقداری بسیار کم اما کافی برای توضیح باد قطبی.

کالیسون میافزاید نیم ولت تقریباً هیچچیز نیست، فقط به اندازه باتری یک ساعت قوی. اما این مقدار برای توجیه باد قطبی کاملاً کافی است. سوالات بزرگتر در أفق این بار الکتریکی، برای کشیدن یونهای هیدروژن با قوتی ۱۰.۶ برابر گرانش کافی است و آنها را با سرعت فراسوت به فضا پرتاب میکند. یونهای اکسیژن سنگینتر، ارتفاع بیشتری مییابند و چگالی یونوسفر را در ارتفاعات بالا تا ۲۷۱ درصد افزایش میدهند.

بخش هیجانانگیز ماجرای این است که این تنها اولین قدم است. ما هنوز از پیامدهای گستردهتر این میدان، تاریخچه آن، نقش در شکلگیری و تکامل سیاره و جو، و احتمالاً تأثیر بر حیات روی سطح زمین آگاهی نداریم. کالیسون نتیجه میگیرد این میدان بخش اساسی از نحوه کارکرد زمین است.

اکنون که آن را اندازهگیری کردهایم، میتوانیم آغاز کنیم به پرسیدن سوالات بزرگتر و هیجانانگیزتر. دستهبندی مطالب غروب شهر اخبار ورزشی اخبار پزشکی اخبار اقتصادی اخبار فرهنگی اخبار کسب و کار اخبار فناوری