تحقیقات جدید نشان می دهد دانشمندان برای اولین بار میدان الکتریکی نامرئی دوقطبی را در اطراف زمین کشف کردند.

برای اولین بار، دانشمندان با موفقیت یک میدان الکتریکی نامرئی را که زمین را در بر گرفته است، شناسایی و اندازه گیری کردند. این میدان که به عنوان میدان دوقطبی شناخته می شود، برای اولین بار بیش از 60 سال پیش نظریه پردازی شد و کشف آن نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در درک ما از دینامیک جوی زمین است. گلین کولینسون، ستاره شناس مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، و تیمش به این موفقیت دست یافته اند و راه های جدیدی را برای مطالعه چگونگی تأثیر چنین میدان هایی بر جو سیاره ها و شکل بالقوه دیگر اجرام آسمانی باز کرده اند.

شناخت میدان دوقطبی

فرض بر این بود که میدان دوقطبی در حدود 250 کیلومتری (155 مایلی) بالای سطح زمین، در داخل یونوسفر وجود دارد – ناحیه ای از جو که توسط تابش خورشیدی و فرابنفش یونیزه می شود. این میدان به دلیل برهمکنش بین الکترون های دارای بار منفی و یون های دارای بار مثبت پدیدار می شود. وقتی پرتوهای فرابنفش اتم‌های جو را یونیزه می‌کنند، ترکیبی از الکترون‌ها و یون‌های آزاد ایجاد می‌کنند. میدان دوقطبی برای متعادل کردن این ذرات عمل می‌کند، الکترون‌ها سعی می‌کنند به فضا فرار کنند و یون‌ها به سمت زمین عقب می‌نشینند و نیروی تثبیت‌کننده ایجاد می‌کنند.

چگونه میدان شناسایی شد

این میدان توسط موشک Endurance شناسایی شد که در می 2022 پرتاب شد. این موشک قبل از بازگشت به زمین با داده های ارزشمند به ارتفاع 768.03 کیلومتری (477.23 مایل) صعود کرد. هدف این ماموریت اندازه گیری تغییرات پتانسیل الکتریکی ضعیف مرتبط با میدان دوقطبی بود. با وجود قدرت ضعیف میدان، تنها یک تغییر 0.55 ولتی شناسایی شد که قابل مقایسه با شارژ باتری ساعت است. این اندازه گیری دقیقه برای تایید حضور میدان دوقطبی و اثرات آن بر باد قطبی کافی بود.

اهمیت کشف

میدان دوقطبی نقش مهمی در تنظیم چگالی و ترکیب جو ایفا می کند. این کمک می کند تا ارتفاعی که یون ها در آن به فضا فرار می کنند، کنترل شود و بر ساختار کلی جو تأثیر بگذارد. تشخیص این میدان بینشی را در مورد اینکه چگونه اتمسفر زمین خنثی بودن بار را حفظ می کند و چگونه ذرات از سیاره دور می شوند، ارائه می دهد. همچنین بر باد قطبی تأثیر می گذارد – خروج ذرات از جو زمین که در قطب ها مشاهده می شود.

مفاهیم برای تحقیقات آینده

در حالی که یافته های فوری امیدوارکننده هستند، این کشف تازه آغاز است. مفاهیم گسترده تر میدان دوقطبی هنوز در حال بررسی است. محققان مشتاقند بدانند این میدان چه مدت وجود داشته است، چگونه بر تکامل اتمسفر تأثیر می گذارد، و تأثیر بالقوه آن بر حیات روی زمین. گلین کالیسون تأکید می کند که اندازه گیری این میدان به دانشمندان اجازه می دهد تا سؤالات جدیدی در مورد فرآیندهای جوی زمین و علوم سیاره ای به طور گسترده تر مطرح کنند.

با این پیشرفت، دانشمندان اکنون می توانند مکانیسم های اساسی حاکم بر جو زمین را عمیق تر کنند و به طور بالقوه این بینش ها را در سایر سیارات دارای جو اعمال کنند. کشف میدان دوقطبی نشان دهنده گامی مهم در علم سیاره است که راه را برای اکتشافات و درک آینده از نیروهایی که جهان ما را شکل می دهند هموار می کند.