Científicos de la NASA lograron medir con éxito, desde un cohete suborbital, el campo eléctrico planetario de la Tierra, un componente fundamental junto con sus campos magnético y gravitacional.
La existencia de este campo eléctrico, conocido como campo ambipolar, fue planteada hace más de 60 años. Este campo, según la hipótesis, sería el responsable de que la atmósfera de la Tierra escape por encima de los polos. Las mediciones realizadas por el cohete Endurance de la NASA confirmaron su existencia y han cuantificado su fuerza, revelando su importancia en el escape atmosférico y en la configuración de la ionosfera.
Comprender estos movimientos atmosféricos proporciona pistas sobre la historia de la Tierra y permite explorar los misterios de otros planetas, lo que podría ayudar a determinar cuáles podrían ser habitables. Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature.
Desde finales de los años 60, las naves espaciales que sobrevolaban los polos detectaron una corriente de partículas que fluía desde la atmósfera hacia el espacio. Esta corriente, llamada “viento polar”, fue predicha por teóricos, lo que impulsó investigaciones para comprender sus causas.
Aunque se esperaba una cierta cantidad de escape atmosférico, el viento polar resultó ser un misterio, ya que muchas partículas estaban frías pero viajaban a velocidades supersónicas. “Algo tenía que estar extrayendo estas partículas”, comentó Glyn Collinson, investigador principal del Endurance en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. Los científicos sospechaban la existencia de un campo eléctrico que aún no se había detectado.
Este campo eléctrico, generado a escala subatómica, era tan débil que su detección había estado fuera del alcance de la tecnología disponible hasta ahora. En 2016, Collinson y su equipo comenzaron a trabajar en un nuevo instrumento para medir el campo ambipolar de la Tierra.
El equipo de Endurance decidió realizar su misión desde Svalbard, Noruega, en el único campo de cohetes donde podían volar a través del viento polar y realizar las mediciones necesarias. El 11 de mayo de 2022, el cohete Endurance despegó, alcanzando una altitud de 768,03 kilómetros, antes de amerizar 19 minutos después en el mar de Groenlandia. Durante el vuelo, el Endurance midió un cambio en el potencial eléctrico de solo 0,55 voltios, lo que es suficiente para explicar el fenómeno del viento polar.
Este campo ambipolar ejerce una fuerza sobre los iones de hidrógeno, las partículas más abundantes en el viento polar, 10,6 veces más fuerte que la gravedad, lo que permite que estas partículas escapen hacia el espacio a velocidades supersónicas. Además, los iones de oxígeno también reciben un impulso, lo que mantiene la ionosfera más densa a mayores alturas.
El descubrimiento abre nuevas vías para la exploración, ya que este campo eléctrico podría estar presente en otros planetas con atmósferas, como Venus y Marte, moldeando su evolución de manera similar a la Tierra.
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