La misión Endurance de la NASA detecta el tercer campo de energía más grande de la Tierra

Su existencia se sospecha desde hace 60 años, pero ahora hay pruebas: un equipo de la agencia espacial estadounidense NASA ha demostrado que la Tierra está rodeada por un campo eléctrico ambipolar. Además del campo magnético y el campo gravitacional, es el tercer campo energético conocido y, como los otros dos, podría influir en las propiedades fundamentales de nuestro planeta. Los investigadores de la misión Endurance hablan de ello en la revista especializada «Nature». El fenómeno es un campo electrostático débil en la atmósfera superior de la Tierra. Ocurre cuando los electrones de la ionosfera se separan de los átomos por la radiación solar. A medida que los electrones empujan hacia el espacio, los cuerpos atómicos (iones) se hunden hacia abajo debido a la gravedad. Pero debido a la carga opuesta, los electrones y los iones se juntan y forman un campo eléctrico ambipolar que actúa en ambas direcciones.

Ya en los años 60, los geofísicos Peter Banks y Thomas Holzer habían propuesto la teoría, en el marco de sus estudios sobre los llamados vientos polares, según la cual estos flujos de partículas cargadas que escapan al espacio desde la atmósfera superior cerca de los polos se deben parte de esto debe atribuirse al campo. Es cierto que algunas partículas ligeras, como los electrones, podrían ser expulsadas de la atmósfera bajo la influencia de la energía solar, como el vapor que se eleva de una tetera con agua caliente. Pero esta explicación no es suficiente, porque el viento polar se compone principalmente de partículas frías y no sólo contiene electrones, sino también hidrógeno ionizado. Sin embargo, hasta el momento no hay evidencia que respalde las hipótesis de los teóricos.

Es por eso que hace poco más de una década, un equipo dirigido por el autor principal y líder de la misión, Glyn Collinson, comenzó a desarrollar un espectrómetro de fotoelectrones capaz de detectar incluso los campos eléctricos más débiles. Finalmente, en mayo de 2022, envió el detector desde Svalbard, Noruega, a una altitud de 768 kilómetros. «Svalbard es la única base de misiles del mundo desde la que se puede volar a través del viento polar y realizar las mediciones que necesitamos», afirmó Suzie Imber, física de la Universidad de Leicester y coautora del estudio. un comunicado de la NASA. 19 minutos después del lanzamiento, la sonda volvió a sumergirse en el mar frente a Groenlandia.

»Medio voltio es casi nada, tiene la misma potencia que la pila de un reloj. Pero este valor es suficiente para explicar el viento polar.Glyn Collinson, líder de la misión “Endurance”

Y en los datos los expertos encontraron exactamente lo que buscaban: a una altitud de entre 250 y 768 kilómetros los instrumentos de medición detectaron una caída del potencial eléctrico de 0,55 voltios, lo que indica un campo eléctrico. «Medio voltio es casi nada, es tan potente como la pila de un reloj», dijo Collinson. «Pero este valor es suficiente para explicar el viento polar».

Los iones de hidrógeno, el tipo de partícula más común en el viento polar, experimentan una fuerza de este campo que es 10,6 veces más fuerte que la gravedad. «Esto es más que suficiente para contrarrestar la gravedad, incluso es suficiente para lanzarlos al espacio a velocidades supersónicas», dice Alex Glocer, científico del Proyecto Endurance de la NASA y también coautor del estudio.

Pero eso no es todo: el campo recién descubierto también da forma a la estructura de la ionosfera terrestre. Debido a la atracción electrostática de los electrones que empujan hacia afuera, traen consigo iones de oxígeno cargados positivamente y elevan así la ionosfera en un 271 por ciento, de 77 a 208,9 kilómetros de altura, informan los investigadores. «Es como una especie de cinta transportadora que transporta la atmósfera un poco más hacia el espacio», explica Collinson.

El descubrimiento abre nuevas oportunidades para estudiar la dinámica de la atmósfera terrestre y la evolución de otros planetas con atmósfera, como Marte y Venus. Porque: «Todo planeta con atmósfera debería tener un campo ambipolar», dice Collinson. «Ahora que finalmente lo hemos medido, podemos entender cómo ha dado forma a nuestro planeta y a otros cuerpos celestes a lo largo del tiempo».