Cientistas detectam campo elétrico invisível ao redor da Terra pela primeira vez: WebCuriosos

Um campo de energia fraco e invisível envolvendo o nosso planeta Terra foi finalmente detectado e medido.

É chamado de campo ambipolar, um campo elétrico levantado pela primeira vez há mais de 60 anos, e sua descoberta mudará a maneira como estudamos e entendemos o comportamento e a evolução do nosso belo e em constante mudança mundo.

“Qualquer planeta com atmosfera deveria ter um campo ambipolar”, diz o astrônomo Glyn Collinson do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA.

“Agora que finalmente o medimos, podemos começar a aprender como moldou o nosso planeta, bem como outros, ao longo do tempo.”

A Terra não é apenas uma bolha de terra inerte no espaço. Está cercado por todos os tipos de campos. Existe o campo gravitacional. Não sabemos muito sobre a gravidade, especialmente considerando o quão onipresente ela é, mas sem a gravidade não teríamos um planeta. A gravidade também ajuda a manter a atmosfera confortável contra a superfície.

Há também o campo magnético, que é gerado pelo material condutor e giratório no interior da Terra, convertendo a energia cinética no campo magnético que gira no espaço. Isto protege o nosso planeta dos efeitos do vento solar e da radiação, e também ajuda a evitar que a atmosfera seja soprada.

Em 1968, cientistas descreveram um fenômeno que não poderíamos ter notado até a era espacial. Uma nave espacial sobrevoando os pólos da Terra detectou um vento supersônico de partículas escapando da atmosfera da Terra. A melhor explicação para isso foi um terceiro campo de energia elétrica.

“É chamado de campo ambipolar e é um agente do caos. Ele contraria a gravidade e remove as partículas para o espaço.” Collinson explica em um vídeo.

“Mas nunca conseguimos medir isso antes porque não tínhamos a tecnologia. Então, construímos o Resistência foguete para ir em busca desta grande força invisível.”

Veja como se esperava que o campo ambipolar funcionasse. Começando a uma altitude de cerca de 250 quilómetros (155 milhas), numa camada da atmosfera chamada ionosferaa radiação ultravioleta e solar extrema ioniza os átomos atmosféricos, quebrando os elétrons com carga negativa e transformando o átomo em um íon com carga positiva.

Os elétrons mais leves tentarão voar para o espaço, enquanto os íons mais pesados ​​tentarão afundar em direção ao solo. Mas o ambiente de plasma tentará manter a neutralidade de carga, o que resulta no surgimento de um campo elétrico entre os elétrons e os íons para uni-los.

Isso é chamado de campo ambipolar porque funciona em ambas as direções, com os íons fornecendo uma atração para baixo e os elétrons para cima.

O resultado é que a atmosfera fica inchada; o aumento da altitude permite que alguns íons escapem para o espaço, que é o que vemos no vento polar.

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Este campo ambipolar seria incrivelmente fraco, razão pela qual Collinson e sua equipe projetaram instrumentos para detectá-lo. O Resistência A missão, que realizou esta experiência, foi lançada em maio de 2022, atingindo uma altitude de 768,03 quilómetros (477,23 milhas) antes de regressar à Terra com os seus dados preciosos e arduamente obtidos.

E deu certo. Mediu uma mudança no potencial elétrico de apenas 0,55 volts – mas isso era tudo o que era necessário.

“Meio volt não é quase nada – é tão forte quanto uma bateria de relógio”, Collinson diz. “Mas essa é a quantidade certa para explicar o vento polar.”

Essa quantidade de carga é suficiente para puxar íons de hidrogênio com 10,6 vezes a força da gravidade, lançando-os ao espaço às velocidades supersônicas medidas nos pólos da Terra.

Os iões de oxigénio, que são mais pesados ​​que os iões de hidrogénio, também são elevados, aumentando a densidade da ionosfera em grandes altitudes em 271 por cento, em comparação com o que seria a sua densidade sem o campo ambipolar.

O que é ainda mais emocionante é que este é apenas o primeiro passo. Não sabemos as implicações mais amplas do campo ambipolar, há quanto tempo existe, o que faz e como ajudou a moldar a evolução do nosso planeta e da sua atmosfera, e possivelmente até mesmo da vida na sua superfície.

“Este campo é uma parte fundamental da forma como a Terra funciona”, Collinson diz. “E agora que finalmente medimos isso, podemos realmente começar a fazer algumas dessas questões maiores e emocionantes.”

A pesquisa foi publicada em Natureza.