Neviditelné elektrické pole kolem Země? Vědci poprvé detekovali tajemné pole, které chrání naši planetu

Neviditelné, slabé energetické pole obklopující naši planetu Zemi bylo konečně detekováno a změřeno.

Nazývá se ambipolární pole, elektrické pole, jehož hypotéza byla poprvé vyslovena před více než 60 lety, a jeho objev změní způsob, jakým studujeme a chápeme chování a vývoj našeho krásného, neustále se měnícího světa. „Každá planeta s atmosférou by měla mít ambipolární pole,“ říká astronom Glyn Collinson z Goddardova střediska vesmírných letů NASA.

„Nyní, když jsme ho konečně změřili, můžeme začít zjišťovat, jak v průběhu času formovalo naši planetu i jiné.“ Země není jen kapka hlíny, která nečinně sedí ve vesmíru. Je obklopena nejrůznějšími poli. Je tu gravitační pole. O gravitaci toho moc nevíme, zejména s ohledem na to, jak je všudypřítomná, ale bez gravitace bychom neměli planetu. Gravitace také pomáhá udržovat atmosféru přiléhající k povrchu.

Je tu také magnetické pole, které je vytvářeno rotujícím vodivým materiálem v nitru Země, přeměňujícím kinetickou energii na magnetické pole, které se roztočí do prostoru. To chrání naši planetu před účinky slunečního větru a záření a také pomáhá udržovat atmosféru před rozfoukáním. V roce 1968 vědci popsali jev, kterého jsme si až do kosmického věku nemohli všimnout. Kosmické sondy letící nad zemskými póly zaznamenaly nadzvukový vítr částic unikajících ze zemské atmosféry. Nejlepším vysvětlením bylo třetí, elektrické energetické pole.

„Říká se tomu ambipolární pole a je to činitel chaosu. Působí proti gravitaci a strhává částice do prostoru,“ vysvětluje Collinson na videu. „Ale nikdy předtím jsme to nebyli schopni změřit, protože jsme neměli k dispozici technologii. Proto jsme postavili raketovou loď Endurance, abychom se vydali tuto velkou neviditelnou sílu hledat.“

Zde se dozvíte, jak mělo ambipolární pole fungovat. Počínaje výškou asi 250 kilometrů (155 mil), ve vrstvě atmosféry zvané ionosféra, extrémní ultrafialové a sluneční záření ionizuje atmosférické atomy, odlamuje záporně nabité elektrony a mění atom na kladně nabitý iont. Lehčí elektrony se snaží odletět do vesmíru, zatímco těžší ionty se snaží klesnout k zemi. Prostředí plazmatu se však bude snažit udržet nábojovou neutralitu, což má za následek vznik elektrického pole mezi elektrony a ionty, které je k sobě poutá.

Toto pole se nazývá ambipolární, protože působí v obou směrech, přičemž ionty dodávají přitažlivost směrem dolů a elektrony směrem nahoru. Výsledkem je nafouknutí atmosféry; zvýšená výška umožňuje některým iontům uniknout do vesmíru, což pozorujeme v polárním větru. Toto ambipolární pole by bylo neuvěřitelně slabé, a proto Collinson a jeho tým navrhli přístroje, které by ho detekovaly. Mise Endurance s tímto experimentem odstartovala v květnu 2022 a dosáhla výšky 768,03 kilometrů, než spadla zpět na Zemi i se svými cennými a těžce získanými daty.

A to se podařilo. Naměřil změnu elektrického potenciálu o pouhých 0,55 voltu, ale to bylo vše, co bylo potřeba. „Půl voltu je téměř nic, je to jen asi tak silné jako baterie v hodinkách,“ říká Collinson. „Ale to je přesně tolik, kolik je potřeba k vysvětlení polárního větru.“ Takové množství náboje stačí k tomu, aby vodíkové ionty přitáhly 10,6násobek síly gravitace a vystřelily je do vesmíru nadzvukovou rychlostí naměřenou nad zemskými póly.

Ionty kyslíku, které jsou těžší než ionty vodíku, jsou také vynášeny výše, čímž se hustota ionosféry ve velkých výškách zvyšuje o 271 % ve srovnání s tím, jaká by byla její hustota bez ambipolárního pole. Ještě zajímavější je, že se jedná pouze o první krok. Neznáme širší důsledky ambipolárního pole, nevíme, jak dlouho už existuje, co dělá a jak pomohlo utvářet vývoj naší planety a její atmosféry a možná i života na jejím povrchu. „Toto pole je základní součástí fungování Země,“ říká Collinson. „A teď, když jsme ho konečně změřili, můžeme si skutečně začít klást některé z těchto větších a vzrušujících otázek.“

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: nature.com, youtube.com, science.nasa.gov