NASA-forskere har oppdaget et elektrisk felt som omfatter jordens atmosfære som er like «fundamentalt» som tyngdekraften – og kan til og med gi ledetråder om mulig liv på andre planeter.
Et team av NASA-forskere oppdaget det ambipolare elektriske feltet for første gang med en suborbital rakett 150 miles over jordens atmosfære, sa romfartsorganisasjonen.
Det ambipolare elektriske feltet er et «svakt, planetvidt elektrisk felt like fundamentalt som jordens tyngdekraft og magnetiske felt» som løfter himmelen og er ansvarlig for polarvindene, sa NASA
Selv om det har vært teorier om dens eksistens i 60 år, var oppdraget første gang det ble bekreftet, sa byrået i funn publisert onsdag i tidsskriftet Nature.
Det vil nå hjelpe forskere å lære mer om livet på jorden – og muligens utover.
«Å forstå de komplekse bevegelsene og utviklingen av planetens atmosfære gir ledetråder ikke bare til jordens historie, men gir oss også innsikt i mysteriene til andre planeter og avgjør hvilke som kan være gjestfrie for liv,» sa NASA.
Dette store vitenskapelige gjennombruddet har bekreftet at planeten vår har tre elektriske felt rundt seg: tyngdekraften, magnetfeltet – som beskytter jorden mot kosmisk stråling – og det ambipolare elektriske feltet.
Det elektriske feltet ble først teoretisert av forskere for over 60 år siden da romfartøyer som fløy over jordens poler begynte å oppdage «en strøm av partikler som strømmer fra atmosfæren vår til verdensrommet,» ifølge NASA.
«Noe måtte trekke disse partiklene ut av atmosfæren,» sa Glyn Collinson, hovedetterforsker av utholdenhet ved NASAs Goddard Space Flight Center.
Men med begrensningene til teknologien, kunne forskere aldri bekrefte teorien.
I 2016 oppfant Collinson og teamet hans et nytt instrument de trodde kunne måle jordens ambipolare felt – en suborbital rakett de kalte «Endurance» – etter flere tiår med forskere som var forvirret over mysteriet.
«Det må være en usynlig kraft som lurer der som er ansvarlig for denne utstrømningen, men vi har aldri vært i stand til å måle den fordi vi ikke hadde teknologien,» forklarte Collinson.
De skjøt opp raketten inn i det ambipolare elektriske feltet ved Ny-Alesund på Svalbard, Norge, bare noen hundre mil fra Nordpolen.
«Svalbard er det eneste rakettområdet i verden hvor du kan fly gjennom polarvinden og gjøre de målingene vi trengte,» sa Suzie Imber, romfysiker ved University of Leicester og medforfatter av avisen.
Endurance – oppkalt etter skipet som fraktet Ernest Shackleton på sin reise til Antarktis i 1914 – ble sjøsatt og nådde en høyde på 477,23 miles 11. mai 2022.
Feltet har vært utfordrende å oppdage fordi det er skjørt, og produserer bare 0,55 volt.
«En halv volt er nesten ingenting – det er bare omtrent like sterkt som et klokkebatteri,» sa Collinson. «Men det er akkurat passe mye for å forklare polarvinden.»
Imidlertid var denne spenningen «akkurat den rette mengden for å forklare polarvinden,» sa Collinson.
«Til tross for at den er svak, er den utrolig viktig, den motvirker tyngdekraften, og den løfter himmelen,» forklarte Collinson.
Lagets oppdagelse avslørte at hydrogenioner, de dominerende partiklene i polarvinden, blir utsatt for en ytre kraft fra dette feltet som er forbløffende 10,6 ganger sterkere enn tyngdekraften.
Det er mer enn nok til å motvirke tyngdekraften, faktisk er det nok til å skyte dem opp i verdensrommet i supersoniske hastigheter, sier Alex Glocer, Endurance-prosjektforskeren ved NASA Goddard og en annen medforfatter av avisen.
Collinson forklarte at det ambipolare elektriske feltet er «dette transportbåndet, som løfter atmosfæren opp i verdensrommet», som sammen med tyngdekraften og magnetfeltet kan ha vært med på å forme utviklingen av atmosfæren vår.
Denne banebrytende prestasjonen har kastet nytt lys over ionosfærens rolle i å opprettholde atmosfærisk tetthet i varierende høyder.
«Dette feltet er så grunnleggende for å forstå hvordan planeten fungerer. Det har vært her siden begynnelsen, sammen med gravitasjon og magnetisme. Den har drevet partikler til verdensrommet og strukket seg oppover himmelen siden begynnelsen, fortalte hovedforskeren.
Collinson og teamet hans tror at enhver planet med atmosfære sannsynligvis vil ha et ambipolart felt.
«Enhver planet med en atmosfære bør ha et ambipolart felt,» forklarte Collinson. «Nå som vi endelig har målt det, kan vi begynne å lære hvordan det har formet planeten vår så vel som andre over tid.»
