На это ушло 60 лет: NASA наконец открыло "полярный ветер" – неуловимое электрическое поле Земли

Что такое "полярный ветер"

Неуловимый "полярный ветер", явление, жизненно важное для понимания атмосферной динамики Земли. Гипотеза о его существовании была выдвинута более 60 лет назад. Она объясняла, как частицы из атмосферы Земли вылетают в космос, особенно на полюсах. Ученые уже давно считают, что эта сила, несмотря на свою слабость, является такой же важной для нашей планеты, как гравитация и магнетизм.

А тем временем Космический корабль Boeing Starliner начал издавать загадочные звуки, которые слышит экипаж МКС

Глин Коллинсон, главный исследователь миссии Endurance в Центре космических полетов имени Годдарда NASA, описал полярный ветер как фундаментальный для работы Земли.

Он был здесь с самого начала, наряду с гравитацией и магнетизмом. И хотя оно слабое, все же противодействует гравитации и, по сути, поднимает небо вверх,
– сказал Коллинсон в видео NASA.

Коротко об открытии "полярного ветра": смотрите видео

Десятилетия исследований

Первые подсказки, которые намекали на существование полярного ветра появились в конце 1960-х годов, когда космические аппараты обнаружили атмосферные частицы, что вылетали в космос на сверхзвуковых скоростях. Однако технологии той эпохи были недостаточно развиты, чтобы напрямую обнаружить невидимое слабое электрическое поле, ответственное за это явление.

В 2016 году Коллинсон и его команда разработали специализированные датчики для измерения полярного ветра. Эти сенсоры были запущены на борту суборбитальной ракеты во время миссии Endurance в мае 2022 года со Шпицбергенского ракетного полигона в Норвегии. Это место, вблизи Северного полюса, обеспечило идеальную точку наблюдения для изучения уникальных атмосферных явлений.

Запуск ракеты Endurance / Фото Andøya Space/Leif Jonny Eilertsen

Во время 20-минутного полета ракета Endurance поднялась на высоту 767 километров, собрав важные данные с 518-километрового участка атмосферы. Датчики зафиксировали крошечное изменение в 0,55 вольта, которое Коллинсон сравнил с силой часовой батарейки. Несмотря на малую величину, этого было достаточно, чтобы подтвердить существование полярного ветра.

Исследование показало, что полярный ветер начинается примерно на высоте 241 километр над поверхностью Земли, где атомы атмосферы расщепляются на отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы. Электрическое поле, возникающее в результате, противодействует гравитации и позволяет более легким ионам водорода вместе с более тяжелыми ионами кислорода вылетать в космос со сверхзвуковой скоростью.

Иллюстративное изображение электрического поля Земли / Визуализация NASA

Ученые считают, что подобные электрические поля могут существовать на других планетах, таких как Венера и Марс, и потенциально влиять на их атмосферы так же как полярный ветер на Земле.

Результаты исследования были опубликованы 28 августа в журнале Nature.