أول اكتشاف للمجال الكهربائي المحيط بالأرض

لأول مرة، اكتشف علماء ناسا حقل طاقة غير مرئي يحيط بالأرض، ويدفع جزءًا من الغلاف الجوي إلى الفضاء.

تم اكتشاف هذا المجال الطاقي غير المرئي، والذي يسمى المجال الكهربائي ثنائي القطب، بواسطة صاروخ إندورانس المداري التابع لوكالة ناسا.

افترض العلماء وجود المجال الكهربائي ثنائي القطب منذ 60 عامًا، ويُعتقد أنه يلعب دورًا رئيسيًا بالنسبة للأرض، على غرار المجال المغناطيسي والجاذبية.

ويأمل العلماء أن تساعدهم دراسة المجالات الكهربائية ثنائية القطب على فهم أفضل لكيفية تطور الغلاف الجوي للكواكب ووظائفه. ونشر فريق البحث هذا الاكتشاف في مجلة "نيتشر" في 28 أغسطس/آب.

يتفاعل الإشعاع فوق البنفسجي القادم من الشمس مع الذرات في طبقة من الغلاف الجوي للأرض تسمى الغلاف الأيوني (تقع على ارتفاع 60 - 300 كم فوق سطح الأرض)، مما يؤدي إلى فقدانها للإلكترونات وتحولها إلى أيونات. من الناحية النظرية، تخلق هذه العملية مجالًا كهربائيًا خفيفًا حول الكوكب، والذي يوجد في شكل "رياح قطبية"، أو تيار من الجسيمات يتدفق من الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء.

تم اكتشاف أدلة على وجود مثل هذه المجالات الكهربائية لأول مرة في عام 1968 بواسطة مركبة فضائية تدور حول القطب الجنوبي والقطب الشمالي.

يتوقع الباحثون أن يضيع جزء من الغلاف الجوي للأرض في الفضاء، خاصة بعد تسخينه بواسطة أشعة الشمس.

لكن الرياح القطبية تحتوي على جزيئات باردة لا تسخن، ولكنها لا تزال تتحرك بسرعات تكسر حاجز الصوت. لذا، لا بد من وجود شيء يمتص هذه الجزيئات من الغلاف الجوي.

يقوم باحثون بإطلاق صاروخ إندورانس من موقع الإطلاق في سفالبارد بالقرب من القطب الشمالي للتحقيق في أصول الرياح القطبية. تم إطلاق الصاروخ إلى ارتفاع 768.03 كيلومتر فوق سطح الأرض قبل أن يهبط في بحر جرينلاند بعد 19 دقيقة.

أظهرت البيانات التي تم جمعها بواسطة Endurance على مدى 518 كيلومترًا تغيرات في الجهد الكهربائي بمقدار 0.55 فولت، وهو ما يعادل تقريبًا قوة بطارية الساعة. يدفع هذا الفرق في الجهد أيونات الهيدروجين، وهي الجسيمات الأكثر وفرة في الرياح الشمسية، بقوة أكبر من الجاذبية بنحو 10.6 مرة، وهي قوة كافية لدفع الجسيمات الجوية إلى الفضاء بسرعات تفوق سرعة الصوت. وتشبه هذه الآلية حزامًا ناقلًا يرفع الغلاف الجوي إلى الفضاء.