La Tierra está rodeada por un campo gravitacional que mantiene la atmósfera en su lugar, así como a los objetos y seres vivos que alberga. También está el campo magnético que, según la NASA, actúa como un escudo que desvía las partículas cargadas de viento solar y protege la superficie de nuestro planeta de radiación cósmica que podría afectar a la vida. Ahora, un equipo internacional de científicos, con apoyo de la agencia espacial estadounidense, ha confirmado la existencia de un tercer campo.
El descubrimiento ha sido denominado campo eléctrico ambipolar y fue presentado en un estudio publicado en la revista científica Nature. El hallazgo valida una teoría propuesta hace más de 60 años, según dio a conocer la NASA en un comunicado. La agencia señala que las naves espaciales que sobrevuelan los polos de la Tierra detectaban corrientes de partículas que fluyen hacia el espacio, a lo que habían llamado "viento polar". Ahora, los científicos lograron definir qué es.
“Algo tenía que estar extrayendo estas partículas de la atmósfera”, comentó Glyn Collison, investigador principal del Endurance en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del artículo.
El campo eléctrico ambipolar, según el estudio, se origina a altitudes elevadas, donde la atmósfera terrestre se disocia en iones con carga positiva y electrones con carga negativa. Funciona como un enlace entre estas partículas de cargas opuestas, evitando su separación completa y permitiendo un equilibrio dinámico en la atmósfera superior.
A pesar de su aparente debilidad, este campo eléctrico es suficientemente poderoso para influir en la trayectoria y la velocidad de las partículas atmosféricas, lo que facilita su salida hacia el espacio.
Los investigadores han descrito el campo como bidireccional o "ambipolar" porque actúa de manera dual. Ayuda a elevar los iones pesados mientras que mantiene a los electrones más ligeros cerca de la Tierra, contrarrestando algunos efectos de la gravedad.
El equilibrio que ayuda a mantener el campo ambipolar resulta esencial para mantener la estructura y la densidad de la ionosfera —que es una parte de la atmósfera superior donde los átomos se disocian—, extendiendo su altura más allá de lo que sería posible solo con la gravedad.
Para hallar el campo invisible, el equipo de científicos utilizó un cohete: Endurence, que fue lanzado en 2022. La nave despegó para medir datos a una altitud de 518 kilómetros. Allí, identificó un cambio en el potencial eléctrico de 0,55 voltios. La pequeña fluctuación fue suficiente para confirmar la teoría del campo ambipolar.
“Medio voltio no es casi nada, es tan potente como la pila de un reloj”, resaltó Collinson. “Pero es la cantidad justa para explicar el viento polar”. La experta detalló que el campo ambipolar es como una especie de cinta transportadora que eleva la atmósfera hacia el espacio.
A partir del conocimiento del campo ambipolar es posible conocer cómo ha impactado en el planeta a lo largo del tiempo. Según los expertos de la NASA, el hallazgo tiene implicaciones directas para la protección de satélites y otras infraestructuras espaciales.
Por otro lado, el descubrimiento también abre posibilidades para futuros estudios en otros planetas con atmósfera. “Cualquier planeta con atmósfera debería tener un campo ambipolar”, afirmó Collinson.
