NASA: Dünya çevresinde görünmez elektrik alanı tespit edildi

Yeni tabakayı bulmak için özel gemi inşa edildi

NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden gökbilimci Glyn Collinson, atmosferi olan her gezegenin ambipolar bir alanı olması gerektiğini belirterek, "Artık bunu ölçebildiğimize göre zaman içinde gezegenimizi ve diğerlerini nasıl şekillendirdiğini öğrenmeye başlayabiliriz." dedi.

Dünya uzayda hareketsiz duran bir toprak parçasından ibaret değil ve etrafında birçok farklı enerji alanı bulunuyor. Örneğin yer çekimi alanı, gezegenimizi yerinde tutan ve atmosferi sıkı sıkıya koruyan bir güç olarak duruyor. Ayrıca Dünya'nın içindeki dönen ve iletken materyalin ürettiği manyetik alan da, gezegenimizi güneş rüzgarları ve radyasyonun zararlı etkilerinden koruyor.

1968'de bilim insanları uzay çağına kadar fark edemediğimiz bir fenomeni tanımladı. Dünya'nın kutupları üzerinde uçan uzay aracı, Dünya atmosferinden kaçan süpersonik bir parçacık rüzgarı tespit etti. Bunun için en iyi açıklama üçüncü bir elektrik enerjisi alanıydı.

Collinson, "Buna ambipolar alan deniyor ve bir kaos aracı. Yer çekimine karşı koyuyor ve parçacıkları uzaya sürüklüyor. Ancak bunu daha önce hiç ölçemedik çünkü teknolojimiz yoktu. Biz de bu büyük görünmez kuvveti aramak için Endurance roket gemisini inşa ettik." dedi.

Ambipolar alanın nasıl çalışması gerektiği şöyle öngörülüyordu: Yaklaşık 250 kilometre yükseklikten başlayarak, atmosferin iyonosfer adı verilen bir katmanında, aşırı ultraviyole ve güneş radyasyonu atmosferik atomları iyonize ederek negatif yüklü elektronları koparır ve atomu pozitif yüklü bir iyona dönüştürür. 

Daha hafif elektronlar uzaya doğru uçmaya çalışırken, daha ağır iyonlar yere doğru batmaya çalışır. Ancak plazma ortamı yük nötrlüğünü korumaya çalışır ve bu, elektronlar ile iyonlar arasında onları birbirine bağlayan bir elektrik alanının oluşmasına neden olur. Buna ambipolar alan deniyor çünkü her iki yönde de çalışıyor; iyonlar aşağı doğru, elektronlar ise yukarı doğru bir çekim sağlıyor.

Bu ambipolar alan inanılmaz derecede zayıf olduğundan, Collinson ve ekibi bunu tespit etmek için gemi tasarladı. Bu kapsamda Endurance misyonu, Mayıs 2022'de fırlatıldı ve değerli, zor kazanılmış verileriyle 768,03 kilometre yüksekliğe ulaştı. Misyon başarılı da oldu. Elektrik potansiyelinde sadece 0,55 voltluk bir değişiklik ölçüldü, bu da gereken tek şeydi.

Collinson, "Yarım volt neredeyse hiçbir şey değil, sadece bir saat pili kadar güçlü. Ama kutup rüzgarını açıklamak için doğru miktar bu." diyerek durumu özetledi. Çalışmanın ortak yazarı Alex Glocer'e göre bu, yer çekim karşı koymak hatta parçacıkları süpersonik hızlarda uzaya fırlatmak için fazlasıyla yeterli. Öte yandan Mars ve Venüs gibi gezegenlerde de böyle bir alanın varlığı değerlendiriliyor.