Как геймер, увлекающийся исследованием космоса и физикой, я нахожу это недавнее открытие НАСА просто захватывающим! Когда я рос, играя в такие игры, как Kerbal Space Program, я всегда был очарован хитросплетениями нашей солнечной системы и тайнами, скрытыми в ней. Концепция глобального электрического поля Земли и амбиполярного электрического поля — это то, что было неуловимо для ученых с 1960-х годов, и теперь, наконец, у нас есть лучшее понимание.
У Земли есть глобальное магнитное поле, которое выбрасывает крошечные кусочки нашей атмосферы в космос.
Ученые из Центра космических полетов Годдарда НАСА отправили ракету над Арктикой, чтобы измерить электрические свойства атмосферы нашей планеты. Эта миссия, известная как Endurance, выявила тонкое, но впечатляющее несоответствие электрического потенциала (похожее на давление атмосферного воздуха, но для электричества) примерно на высоте 150 и 477 миль над поверхностью Земли. Это несоответствие может объяснить интригующее явление, наблюдаемое спутниками в 1960-х годах: выброс потоков заряженных частиц с полюсов Земли, утекающих в космос.
Ученый-атмосферник НАСА Глин Коллинсон вместе со своей командой недавно поделился результатами своего исследования в научной публикации под названием «Природа».
Как работает глобальное электрическое поле Земли
Точно так же, как вода движется из областей с более высоким давлением в область с более низким внутри труб, электрически заряженные частицы, такие как ионы водорода, толкаются и притягиваются разностью электрических потенциалов. Даже небольшой разницы примерно в полвольта на высоте примерно 300 миль достаточно, чтобы поднять положительно заряженные ионы водорода и кислорода против силы тяжести, выталкивая ионы водорода в космос с достаточной силой.
Согласно недавнему заявлению Коллинсона из НАСА, «всего 0,5 вольта почти незначительны — это примерно эквивалентно мощности батарейки для часов». Тем не менее, это незначительное количество энергии на удивление имеет решающее значение для понимания феномена полярных ветров.
Коллинсон и его команда называют слабое, но мощное электрическое поле, которое они обнаружили, «амбиполярным электрическим полем». Этот термин был выбран потому, что он действует в обоих направлениях одновременно: он притягивает отрицательно заряженные электроны вниз, одновременно продвигая положительно заряженные ионы вверх.
Когда солнечный свет попадает в более высокие области атмосферы, он несет в себе достаточную мощность, чтобы выбить электроны из свободно движущихся атомов, создавая положительно заряженные ионы и свободно плавающие отрицательно заряженные электроны. В результате этого разделения высоко над нами возникает электрическое поле.
Представьте, что вы наблюдаете, как воздушный шарик становится статичным, когда вы трете его о кошачью шерсть. Кошачья шерсть создает статический заряд, который выделяет воздушный шар, подобно тому, как электрическое поле влияет на верхние слои атмосферы нашей планеты. Это электрическое поле, известное как амбиполярное поле, заставляет верхние слои атмосферы Земли расширяться, при этом ионы поднимаются выше, чем обычно. Некоторые из этих ионов в конечном итоге покидают нашу планету.
«Это похоже на конвейер, поднимающий атмосферу в космос», — говорит Коллинсон.
Несмотря на то, что Марс в прошлом потерял значительную часть своей атмосферы, Земля не сталкивается с неминуемым риском потери всего или даже большей части своего воздуха. Даже когда полярные ветры самые сильные, Земля испытывает лишь небольшую потерю водорода. И наоборот, процессы, происходящие на поверхности Земли и в глубине планеты, постоянно выделяют в атмосферу новые газы. Вулканы и фотосинтез несут главную ответственность за этот продолжающийся процесс.
Куда нам идти дальше?
С 1960-х годов ученые пытались понять амбиполярное электрическое поле, впервые обнаруженное по спутниковым данным о полярном ветре. Теперь, когда Коллинсон и его команда обнаружили его, они утверждают, что крайне важно изучить его историческое влияние на Землю. На протяжении истории нашей планеты атмосфера Земли неоднократно претерпевала значительные преобразования. Эти изменения могли как повлиять, так и подвергнуться влиянию полярного ветра, но нам еще предстоит уточнить детали.
Улучшение нашего понимания амбиполярного электрического поля Земли потенциально может дать ценную информацию о нескольких космических загадках, таких как раскрытие тайн исчезнувшей атмосферы Марса, расшифровка того, как атмосфера Венеры превратилась в ее нынешнее плотное, кислотное состояние, а также определение подходящих мест для обнаружения пригодных для дыхания веществ. атмосферы далеких планет.
По мнению Коллинсона, планета с атмосферой должна обладать амбиполярным полем. Благодаря недавним измерениям мы теперь можем начать понимать, как это поле влияло и формировало нашу планету, а также другие планеты на протяжении всей истории.
Смотрите также
- Подождите, а Марчелло на самом деле лучший парень Эмили в «Эмили в Париже»?
- Плохая партия: почему во время «Мандалорца» над проектом «Некромант» все еще работают
- Бриджертон сильно отличается от книг с появлением Микаэлы Стирлинг.
- Марк Уолберг рассказал, что был большим поклонником Холли Берри еще до того, как объединился с ней в профсоюзе: «Мы были дружелюбны…»
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- «Это в сумке»: Лиам Галлахер намекает на воссоединение Oasis и выпуск нового альбома в преддверии тура 2025 года
- Орки, энты и вопрос мира на КОЛЬЦАХ ВЛАСТИ
- В финальном трейлере VENOM: THE LAST DANCE представлен злодей Кнулл
- Сцена с крипером Саурона предлагает нам крошки Халадриэли на КОЛЬЦАХ ВЛАСТИ
- Джей Лено присматривал за Дрю Бэрримор в молодые годы? Вот что говорит бывший ведущий сегодняшнего вечернего шоу
2024-08-30 16:00