Un campo energetico invisibile e debole che avvolge il nostro pianeta Terra è stato finalmente individuato e misurato.
Si chiama campo ambipolare, un campo elettrico ipotizzato per la prima volta più di 60 anni fa, e la sua scoperta cambierà il modo in cui studiamo e comprendiamo il comportamento e l’evoluzione del nostro meraviglioso mondo in continua evoluzione. “Qualsiasi pianeta dotato di atmosfera dovrebbe avere un campo ambipolare”, afferma l’astronomo Glyn Collinson del Goddard Space Flight Center della NASA. “Ora che finalmente l’abbiamo misurato, possiamo iniziare a capire come ha modellato il nostro pianeta e altri nel corso del tempo.” La Terra non è solo un grumo di terra inerte nello spazio. È circondata da ogni sorta di campo. C’è il campo gravitazionale. Non sappiamo molto sulla gravità , soprattutto considerando quanto sia onnipresente, ma senza gravità non avremmo un pianeta. La gravità aiuta anche a mantenere l’atmosfera aderente alla superficie. C’è anche il campo magnetico , che è generato dal materiale rotante e conduttore all’interno della Terra, che converte l’energia cinetica nel campo magnetico che ruota nello spazio. Questo protegge il nostro pianeta dagli effetti del vento solare e delle radiazioni, e aiuta anche a impedire che l’atmosfera venga spazzata via. Nel 1968, gli scienziati descrissero un fenomeno che non avremmo potuto notare prima dell’era spaziale. Le astronavi che volavano sopra i poli della Terra rilevarono un vento supersonico di particelle che fuoriuscivano dall’atmosfera terrestre. La spiegazione migliore per questo fu un terzo campo di energia elettrica. “Si chiama campo ambipolare ed è un agente del caos. Contrasta la gravità e trascina le particelle nello spazio”, spiega Collinson in un video . “Ma non siamo mai stati in grado di misurarlo prima perché non avevamo la tecnologia. Quindi, abbiamo costruito il razzo Endurance per andare alla ricerca di questa grande forza invisibile.” Ecco come ci si aspettava che funzionasse il campo ambipolare. A partire da un’altitudine di circa 250 chilometri in uno strato dell’atmosfera chiamato ionosfera , la radiazione ultravioletta e solare estrema ionizza gli atomi atmosferici, staccando elettroni caricati negativamente e trasformando l’atomo in uno ione caricato positivamente. Gli elettroni più leggeri cercheranno di volare via nello spazio, mentre gli ioni più pesanti cercheranno di affondare verso terra. Ma l’ ambiente del plasma cercherà di mantenere la neutralità di carica, il che si traduce nell’emergere di un campo elettrico tra gli elettroni e gli ioni per tenerli insieme. Questo è chiamato campo ambipolare perché agisce in entrambe le direzioni: gli ioni esercitano una forza di attrazione verso il basso e gli elettroni una forza di attrazione verso l’alto. Il risultato è che l’atmosfera si gonfia; l’aumento di altitudine consente ad alcuni ioni di fuoriuscire nello spazio, ed è ciò che vediamo nel vento polare.
Questo campo ambipolare sarebbe incredibilmente debole, motivo per cui Collinson e il suo team hanno progettato una strumentazione per rilevarlo. La missione Endurance , che trasportava questo esperimento, è stata lanciata a maggio 2022, raggiungendo un’altitudine di 768,03 chilometri prima di ricadere sulla Terra con i suoi preziosi dati duramente conquistati. E ci è riuscito. Ha misurato una variazione del potenziale elettrico di soli 0,55 volt, ma era tutto ciò di cui c’era bisogno. “Mezzo volt è quasi niente, è solo più o meno forte quanto una batteria da orologio”, dice Collinson . “Ma è la giusta quantità per spiegare il vento polare”. Questa quantità di carica è sufficiente a catturare ioni di idrogeno con una forza 10,6 volte superiore a quella della gravità, lanciandoli nello spazio a velocità supersoniche misurate ai poli terrestri. Anche gli ioni di ossigeno, che sono più pesanti degli ioni di idrogeno, vengono sollevati più in alto, aumentando la densità della ionosfera ad altitudini elevate del 271 percento rispetto a quella che sarebbe senza il campo ambipolare. Ciò che è ancora più emozionante è che questo è solo il primo passo. Non conosciamo le implicazioni più ampie del campo ambipolare, da quanto tempo esiste, cosa fa e come ha contribuito a plasmare l’evoluzione del nostro pianeta e della sua atmosfera, e forse anche la vita sulla sua superficie . “Questo campo è una parte fondamentale del modo in cui funziona la Terra”, afferma Collinson . “E ora che l’abbiamo finalmente misurato, possiamo effettivamente iniziare a porci alcune di queste domande più grandi ed entusiasmanti”.
La ricerca è stata pubblicata su Nature .
