Međunarodni tim znanstvenika, koristeći podatke s NASA-ine suborbitalne rakete, prvi put je uspio izmjeriti ambipolarno električno polje koje se proteže širom Zemlje. Ovo polje, ključno za razumijevanje Zemlje, jednako je važno kao gravitacija i magnetska polja. Prema teoriji koja postoji više od 60 godina, takozvano ambipolarno električno polje igra ključnu ulogu u procesu bijega atmosfere iznad sjevernog i južnog pola Zemlje. Mjerenja s rakete u NASA-inoj misiji Endurance potvrdila su postojanje ovog polja i omogućila precizno mjerenje njegove snage, otkrivajući njegovu ulogu u oblikovanju ionosfere i reguliranju bijega atmosfere. Od kraja 1960-ih, svemirske letjelice koje lete iznad polova Zemlje zabilježile su strujanje čestica koje izlaze iz atmosfere u svemir. Znanstvenici su ovu pojavu nazvali “polarnim vjetrom” i istraživali njezine uzroke.
Iako je određeni bijeg čestica bio očekivan zbog intenzivnog sunčevog zračenja, polarnom vjetru nedostajali su znakovi zagrijavanja čestica koje su se kretale brzinama većim od brzine zvuka. “Nešto je moralo privlačiti te čestice iz atmosfere,” izjavio je Glyn Collinson, glavni istraživač misije Endurance na NASA-inom Goddard Space Flight Centeru. Znanstvenici su pretpostavili da bi ambipolarno električno polje moglo biti u igri. Za mjerenje ambipolarnog električnog polja, tim je odlučio lansirati raketu s Arktika, što je omogućilo precizno prikupljanje podataka. Raketa je lansirana sa Svalbarda, norveškog arhipelaga blizu Sjevernog pola, poznatog kao jedini raketni poligon u svijetu s takvom specifičnošću. Misija je nazvana Endurance u čast brodu Ernesta Shackletona.
Dana 11. svibnja 2022. godine, raketa Endurance dostigla je visinu od 768 kilometara i nakon 19 minuta sletjela u Grenlandsko more. Tijekom leta, raketa je izmjerila promjenu električnog potencijala od 0,55 volti, što je minimalna vrijednost, ali dovoljna za objašnjenje polarnog vjetra.
“Iznos od pola volta je malen – približno snazi baterije za sat,” rekao je Collinson. “Ali to je dovoljno za objašnjenje polarnog vjetra.” Ioni vodika, najzastupljeniji u polarnom vjetru, doživljavaju silu iz ovog polja koja je 10,6 puta jača od gravitacije, što je dovoljno da ih ispali u svemir brzinama većim od brzine zvuka.
Teže čestice, poput ioni kisika, također su pod utjecajem ovog polja, što rezultira smanjenjem njihove težine na polovinu. Tim je otkrio da ambipolarno električno polje povećava “visinu” ionosfere za 271%, što znači da ionosfera ostaje gušća na većim visinama nego što bi bila bez ovog polja. Otkriće ambipolarnog električnog polja otvara brojne nove puteve za istraživanje. Kao temeljno energetsko polje Zemlje, ambipolarno polje moglo bi kontinuirano oblikovati evoluciju atmosfere na načine koje sada možemo početi istraživati. Slična polja očekuju se i na drugim planetima, uključujući Veneru i Mars.
“Bilo koji planet s atmosferom trebao bi imati ambipolarno električno polje,” zaključio je Collinson. “Sada kada smo ga konačno izmjerili, možemo početi razumijevati kako je oblikovalo naš planet i druge planete kroz vrijeme.”
