Από τότε που ένα μήλο έπεσε στο κεφάλι του Ισαάκ Νεύτωνα το 1666, οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν τις δυνάμεις που διαμορφώνουν τον πλανήτη μας.

Ενώ η βαρυτική έλξη και το μαγνητικό πεδίο της Γης θα πρέπει να είναι αρκετά οικεία, οι επιστήμονες λένε τώρα ότι έχουν βρει ένα τρίτο πεδίο που είναι «εξίσου θεμελιώδες». Οι ερευνητές της NASA βρήκαν τις πρώτες ενδείξεις ενός λεπτού, σχεδόν μη ανιχνεύσιμου ηλεκτρικού πεδίου που περιβάλλει τον πλανήτη.

Αυτό το «αμφίπολο ηλεκτρικό πεδίο» θα μπορούσε να είναι υπεύθυνο για τους μυστηριώδεις ανέμους υπερηχητικών σωματιδίων που εκτοξεύονται συνεχώς από τους πόλους της Γης.

Επιπλέον, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει ακόμη και να εξηγήσει γιατί η ζωή σχηματίστηκε εδώ στη Γη και όχι κάπου αλλού.

ΠΡΟΣΩΠΑ Ένας Παραολυμπιονίκης, το πρώτο άτομο με αναπηρία που θα ταξιδέψει στο διάστημα

Τη δεκαετία του 1960, καθώς τα πρώτα διαστημόπλοια άρχισαν να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη, οι διαστημικές υπηρεσίες άρχισαν να παρατηρούν περίεργα φαινόμενα πάνω από τους πόλους.

Όταν τα διαστημόπλοια περνούσαν από πάνω τους, ανατινάσσονταν από έναν ξαφνικό υπερηχητικό άνεμο φορτισμένων σωματιδίων που ξεπηδούσε από την ατμόσφαιρα. Παρά το γεγονός ότι οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και 50 χρόνια ότι αυτοί οι «πολικοί άνεμοι» υπάρχουν, κανείς δεν έχει ακόμη καταφέρει να εξηγήσει τι τους προκαλεί.

Ορισμένα από τα σωματίδια μπορεί απλώς να θερμαίνονται από το αφιλτράριστο ηλιακό φως και να διαφεύγουν όπως ο ατμός από ένα καζάνι που βράζει. Ωστόσο άλλα ήταν πιο μυστηριώδη, καθώς οι επιστήμονες βρήκαν επίσης μια συνεχή ροή ιόντων υδρογόνου τα οποία ήταν εντελώς ψυχρά – παρά το γεγονός ότι ταξίδευαν με υπερηχητικές ταχύτητες.

Διαβασε ακομα

Μυστηριώδεις ορφανοί πλανήτες λύνουν το μυστήριο της δημιουργίας των αστεριών

Ο επικεφαλής συγγραφέας Glyn Collinson, του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA, λέει: «Κάτι πρέπει να τραβάει αυτά τα σωματίδια από την ατμόσφαιρα.

Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι τα σωματίδια θα μπορούσαν να τραβηχτούν από την ατμόσφαιρα από ένα πλανητικό ηλεκτρικό φορτίο κάπου 250 χιλιόμετρα (150 μίλια) πάνω από την επιφάνεια. Σε αυτό το υψόμετρο, τα άτομα στην ατμόσφαιρά μας αρχίζουν να διασπώνται σε αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και θετικά φορτισμένα ιόντα.

Δεδομένου ότι τα ιόντα είναι 1,836 βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια, θα πρέπει να βυθιστούν προς τη Γη υπό την επίδραση της βαρύτητας. Επειδή όμως έχουν αντίθετα φορτία, τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα συνδέονται μεταξύ τους με ένα ηλεκτρικό πεδίο που έλκει και προς τις δύο κατευθύνσεις – εξ ου και η ονομασία αμφίπολο.

Όπως ένας σκύλος που τραβάει το λουρί του, τα ηλεκτρόνια σέρνουν τα ιόντα τους προς τα πάνω ενάντια στη δύναμη της βαρύτητας και τα ανασηκώνουν από την ατμόσφαιρα. Ωστόσο, μέχρι πολύ πρόσφατα, η τεχνολογία για τη μέτρηση αυτού του πεδίου απλά δεν υπήρχε.

Ξεκινώντας το 2016, οι ερευνητές άρχισαν να αναπτύσσουν έναν πύραυλο ικανό να μετρήσει αυτό που πίστευαν ότι ήταν μια πολύ μικρή διαφορά τάσης σε εκατοντάδες μίλια. Αυτό κατέληξε στην αποστολή Endurance της NASA, η οποία εκτοξεύθηκε από το απομακρυσμένο νορβηγικό νησί Σβάλμπαρντ – μόλις μερικές εκατοντάδες μίλια νότια του Βόρειου Πόλου.

Οι ερευνητές έπρεπε να κάνουν το ταξίδι σε αυτό το μακρινό νησί επειδή είναι το μοναδικό μέρος στον κόσμο όπου είναι δυνατή η ανίχνευση του αμφίπολου ηλεκτρικού πεδίου.

Γύρω από τους πόλους, το μαγνητικό πεδίο της Γης παράγει «ανοικτές γραμμές πεδίου» που εκτοξεύονται προς τα έξω στο διάστημα αντί να σχηματίζουν κλειστούς βρόχους.

Η συν-συγγραφέας καθηγήτρια Suzanne Imber, φυσικός του διαστήματος στο Πανεπιστήμιο του Leicester στο Ηνωμένο Βασίλειο, δήλωσε στη MailOnline: «Το πεδίο δημιουργείται από ηλεκτρόνια, τα οποία έχουν κάποια θερμική πίεση που τους επιτρέπει να ανεβαίνουν σε μεγαλύτερα υψόμετρα στις ανοικτές γραμμές πεδίου.

«Τα ηλεκτρόνια είναι συνδεδεμένα με το μαγνητικό πεδίο, οπότε αυτό είναι ανιχνεύσιμο μόνο πάνω από τους πόλους, επειδή τα υψηλά μαγνητικά γεωγραφικά πλάτη είναι εκεί όπου οι γραμμές του πεδίου πηγαίνουν από την επιφάνεια προς το διάστημα».

Αυτό έγινε ακόμa πιο δύσκολο από το γεγονός ότι αυτές οι γραμμές πεδίου δεν μένουν στο ίδιο σημείο αλλά κινούνται συνεχώς. «Είναι λίγο καταστροφικό αν κάνεις λάθος και εκτοξεύσεις τον πύραυλό σου τη λάθος στιγμή – έχεις μόνο μια ευκαιρία για το πείραμα», λέει ο καθηγητής Imber.

Παρά τις μετατοπίσεις των γραμμών του πεδίου και τις χιονοθύελλες, η ομάδα κατάφερε να εκτοξεύσει τον πύραυλό της σε υποτροχιακή πτήση στις 11 Μαΐου 2022. Η Endurance, που πήρε το όνομά της από τις πολικές αποστολές του Ernest Shackleton, πέταξε σε ύψος 477,23 μιλίων (768,03 χλμ.), και 19 λεπτά αργότερα έπεσε στη θάλασσα της Γροιλανδίας.

Σε όλο το υψόμετρο των 322 μιλίων (518 χλμ.) κατά το οποίο το Endurance συνέλεξε δεδομένα, διαπίστωσε δυναμικό ηλεκτρικού φορτίου μόλις 0,55 βολτ.

Ο Collinson εξηγεί: «Μισό βολτ είναι σχεδόν τίποτα – είναι τόσο ισχυρό όσο μια μπαταρία ρολογιού, αλλά αυτό είναι ακριβώς το σωστό ποσό για να εξηγήσει τον πολικό άνεμο».

Παρόλο που η δύναμη αυτή είναι πολύ μικρή, σε μια τόσο μεγάλη περιοχή οι ερευνητές πιστεύουν ότι είναι υπεύθυνη για την ενίσχυση του ύψους της ιονόσφαιρας, ενός στρώματος της ατμόσφαιρας, κατά 271%. «Είναι σαν ένας ιμάντας μεταφοράς, που ανυψώνει την ατμόσφαιρα στο διάστημα», λέει ο Collinson.

Δεδομένου ότι το πεδίο αυτό μόλις ανακαλύφθηκε, οι ερευνητές δεν είναι ακόμη σίγουροι για το ποια επίδραση μπορεί να είχε στην ανάπτυξη της Γης, αλλά οι συνέπειες θα μπορούσαν να είναι τεράστιες. Υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι μπορεί να είναι μέρος του λόγου για τον οποίο η Γη εξακολουθεί να έχει νερό, ενώ πλανήτες όπως η Αφροδίτη και ο Άρης έχουν στερέψει.

Διαβασε ακομα

Μυστηριώδεις ορφανοί πλανήτες λύνουν το μυστήριο της δημιουργίας των αστεριών

Το 2016, η αποστολή Venus Express του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος διαπίστωσε ότι η ιονόσφαιρα της Αφροδίτης δημιουργεί ένα δυναμικό 10 βολτ γύρω από ολόκληρο τον πλανήτη. Καθώς το έντονο ηλιακό φως διαχώριζε τα θετικά φορτισμένα ιόντα οξυγόνου από το υδρογόνο του νερού, αυτό το φορτίο θα μπορούσε να τα έχει απορροφήσει στο διάστημα σαν μια ηλεκτρική σκούπα μεγέθους πλανήτη.

Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να έχει αδειάσει όλο το νερό της Αφροδίτης στο διάστημα και να την αφήσει ως την άγονη ερημιά που βλέπουμε τώρα.

Δεδομένου ότι το αμφίπολο ηλεκτρικό πεδίο της Γης είναι πολύ ασθενέστερο, αυτό θα μπορούσε να είναι μέρος του συνόλου των παραγόντων που καθορίζουν αν ένας πλανήτης είναι κατοικήσιμος μακροπρόθεσμα.

Ο Collinson λέει: «Κάθε πλανήτης με ατμόσφαιρα θα πρέπει να έχει ένα αμφίπολο πεδίο.

«Τώρα που επιτέλους το μετρήσαμε, μπορούμε να αρχίσουμε να μαθαίνουμε πώς διαμόρφωσε τον πλανήτη μας καθώς και άλλους με την πάροδο του χρόνου».

Με πληροφορίες από Daily Mail