Desde que Isaac Newton fue golpeado por su manzana en 1666, los científicos han estado tratando de entender las fuerzas que dan forma a nuestro planeta.

Si bien la atracción gravitacional y el campo magnético de la Tierra deberían ser bastante conocidos, los científicos ahora dicen que han descubierto un tercer campo que es “igual de fundamental”. Investigadores de la NASA han encontrado la primera evidencia de un campo eléctrico sutil, casi indetectable, alrededor del planeta.

Este ‘campo eléctrico ambipolar’ puede ser responsable del misterioso viento de partículas supersónicas que emana constantemente de los polos de la Tierra. Es más, los investigadores afirman que el descubrimiento podría ayudar a explicar por qué se formó la vida aquí en la Tierra y en otros lugares.

Investigadores de la NASA descubren un campo de energía oculto alrededor de nuestro planeta que es
Investigadores de la NASA descubren un campo de energía oculto alrededor de nuestro planeta que es “tan importante como la gravedad”

En la década de 1960, cuando la primera nave espacial comenzó a orbitar la Tierra, las agencias espaciales comenzaron a notar fenómenos extraños en los polos. A medida que las naves espaciales pasen por encima, serán atacadas por una repentina explosión supersónica de partículas cargadas liberadas de la atmósfera.

Pero aunque los científicos saben desde hace más de 50 años que estos ‘vientos polares’ existen, nadie ha podido explicar todavía qué los causa. Algunas partículas pueden simplemente calentarse con la luz solar sin filtrar y escapar en forma de vapor de una olla hirviendo.

Pero otros eran más misteriosos, ya que los científicos también encontraron un flujo constante de iones de hidrógeno que estaban completamente fríos, a pesar de viajar a velocidades supersónicas. El autor principal, el Dr. Glynn Collinson, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, dijo: “Algo tiene que sacar estas partículas de la atmósfera”.

Los científicos saben desde la década de 1960 que hay corrientes de partículas que abandonan la atmósfera a través de los polos, pero sólo ahora tienen la tecnología (en la foto) para detectar el campo eléctrico ambipolar responsable de ello.
Los científicos saben desde la década de 1960 que hay corrientes de partículas que abandonan la atmósfera a través de los polos, pero sólo ahora tienen la tecnología (en la foto) para detectar el campo eléctrico ambipolar responsable de ello.

Los investigadores estimaron que las partículas podrían ser arrastradas hasta 250 kilómetros (150 millas) sobre la superficie por la carga eléctrica planetaria. A esta altitud, los átomos de nuestra atmósfera comienzan a disociarse en electrones cargados negativamente e iones cargados positivamente. Dado que los iones son 1.836 veces más pesados ​​que los electrones, deben hundirse hacia la Tierra bajo la influencia de la gravedad.

Pero como tienen cargas opuestas, los electrones y los iones se mantienen unidos mediante un campo eléctrico que atrae en ambas direcciones, de ahí el nombre ambipolar. Como un perro tirando de su correa, los electrones empujan sus iones hacia arriba contra la gravedad y los sacan de la atmósfera. Sin embargo, hasta hace muy poco, la tecnología para medir este campo simplemente no existía.

Después de viajar 518 km (322 millas) (en la foto de la izquierda), el cohete detectó una diferencia de potencial eléctrico de sólo medio voltio. Los científicos predijeron exactamente eso, aunque débilmente.
Después de viajar 518 km (322 millas) (en la foto de la izquierda), el cohete detectó una diferencia de potencial eléctrico de sólo medio voltio. Los científicos predijeron exactamente eso, aunque débilmente.

A partir de 2016, los investigadores comenzaron a construir un cohete capaz de medir lo que creían que eran diferencias de voltaje muy pequeñas a lo largo de cientos de millas. Culminó con la Misión Endurance de la NASA, que se lanzó desde la remota isla noruega de Svalbard, a sólo unos cientos de millas al sur del Polo Norte.

Los investigadores necesitaban viajar a esta remota isla porque es el único lugar del mundo donde se pueden detectar campos eléctricos ambipolares. Alrededor de los polos, el campo magnético de la Tierra crea “líneas de campo abiertas” que se disparan hacia el espacio en lugar de formar circuitos cerrados.

La coautora, la profesora Suzanne Imber, astrofísica de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, dijo a MailOnline: “El campo es generado por electrones, que tienen cierta tensión térmica que les permite elevarse a grandes altitudes en líneas de campo abiertas.

El cohete tuvo que ser lanzado desde Svalbard (en la foto), una isla cerca del Polo Norte porque alberga el único centro de lanzamiento de cohetes lo suficientemente al norte como para detectar el campo.

“Los electrones están ligados al campo magnético, por lo que sólo se puede detectar en los polos, porque las líneas de campo van desde la superficie al espacio en latitudes magnéticas elevadas”. Esto se vuelve más desafiante ya que estas líneas de campo no permanecen en el mismo lugar sino que se mueven constantemente.

“Es un poco desastroso si te equivocas y lanzas el cohete en el momento equivocado; sólo tienes una oportunidad de realizar la prueba”, afirma el profesor Imber. A pesar de las líneas de campo cambiantes y las tormentas de nieve, el equipo pudo lanzar su cohete en un vuelo subcontinental el 11 de mayo de 2022.

El Endurance, que lleva el nombre de la expedición polar de Ernest Shackleton, voló a una altitud de 768,03 km (477,23 millas) y amerizó en el Mar de Groenlandia 19 minutos después. Durante las 322 millas (518 km) de altitud sobre las cuales Endurance recopiló datos, encontró un potencial de carga eléctrica de sólo 0,55 voltios.

El cohete tenía que lanzarse dentro de líneas abiertas del campo magnético (azul) o la misión fracasaría. Sólo dentro de estas líneas el campo eléctrico ambipolar puede elevar partículas de la atmósfera al espacio.
El cohete tenía que lanzarse dentro de líneas abiertas del campo magnético (azul) o la misión fracasaría. Sólo dentro de estas líneas el campo eléctrico ambipolar puede elevar partículas de la atmósfera al espacio.

Capas de la atmósfera

Troposfera Donde vive la gente y existe el clima, la capa más baja se extiende por aproximadamente seis millas. La estratosfera Se extiende a unas 40 millas y contiene la mayor parte del ozono de la atmósfera.

mesosfera se encuentra justo por encima de la estratosfera, donde las temperaturas disminuyen con la altitud, alcanzando -130 °F.

Termosfera Mientras que la temperatura comienza a aumentar con la altitud debido a la absorción de rayos UV y X.

La ionosfera La parte de la atmósfera superior de la Tierra, entre 50 y aproximadamente 370 millas, donde el ultravioleta extremo crea una capa de electrones.

Exosfera comienza a 310 millas y contiene átomos de oxígeno e hidrógeno, pero en cantidades muy pequeñas.

Magnetosfera Dos bandas a 1.800 y 10.000 millas sobre la superficie se caracterizan por partículas cargadas a lo largo de las líneas del campo magnético.

El Dr. Collinson dijo: “Medio voltio es casi nada; es tan potente como la pila de un reloj, pero es la cantidad justa para explicar el viento polar”. Aunque esta energía es pequeña, en un área tan grande los investigadores creen que es responsable de elevar la altura de la ionosfera, una capa de la atmósfera, en un 271 por ciento.

“Es como una cinta transportadora que eleva la atmósfera al espacio”, afirma el Dr. Collinson.

Debido a que este campo acaba de ser descubierto, los investigadores aún no están seguros de qué impacto podría tener en el desarrollo de la Tierra, pero los resultados podrían ser enormes. Fundamentalmente, hay algunas sugerencias que pueden ser parte de la razón por la que la Tierra todavía tiene agua cuando planetas como Venus y Marte se secan.

En 2016, la misión Venus Express de la Agencia Espacial Europea descubrió que la ionosfera de Venus crea un potencial de 10 voltios alrededor de todo el planeta. A medida que la intensa luz solar separa los iones de oxígeno cargados positivamente del hidrógeno del agua, esta carga puede transportarlos al espacio como una aspiradora del tamaño de un planeta.

Con el tiempo, este proceso podría haber arrojado toda el agua de Venus al espacio, dejándolo como el páramo árido que vemos hoy. Debido a que el campo eléctrico ambipolar de la Tierra es tan débil, puede ser parte de los factores que determinan si un planeta es habitable a largo plazo.

El Dr. Collinson dijo: “Cualquier planeta con atmósfera debería tener un campo ambipolar. “Ahora que finalmente lo hemos medido, podemos empezar a aprender cómo da forma a nuestro planeta y a otros a lo largo del tiempo”. Características de las gotas de dióxido de carbono y ácido sulfúrico en la atmósfera de Venus. La atmósfera de Venus se compone principalmente de dióxido de carbono, con nubes de gotas de ácido sulfúrico.

La densa atmósfera atrapa el calor del sol, lo que resulta en temperaturas superficiales superiores a 470°C (880°F). La atmósfera tiene muchas capas con diferentes temperaturas. En el nivel donde están las nubes, a unas 30 millas (50 km) sobre la superficie, hay la misma temperatura que la superficie de la Tierra.

Venus gira lentamente hacia atrás sobre su eje a medida que avanza en su órbita solar, haciendo pasar la capa superior de nubes alrededor del planeta cada cuatro días terrestres. Son impulsados ​​por vientos huracanados que viajan a aproximadamente 224 millas (360 km) por hora.

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Fuente: Uco Digital