Геофизики открыли всепланетное электрическое поле вокруг Земли
Группа ученых из NASA впервые обнаружила и измерила глобальное электрическое поле нашей планеты, существование которого предсказывали физики почти 60 лет назад. Согласно заявлениям специалистов, именно это поле вызывает утечку газа в космос в полярных широтах, а также ответственно за ряд других эффектов, в которых еще предстоит разобраться. Авторы нового исследования считают, что их работа не только раскроет загадки истории Земли, но и позволит проникнуть в тайны других планет и понять, какие из этих миров могут быть пригодны для жизни.
В 1968 году ученые обнаружили в атмосфере нашей планеты, а именно — в горячей ионосфере, одну странность: потоки ионов над полюсами Земли покидали атмосферу и улетучивались в космос, отчего на определенных высотах в полярных широтах она начинала «редеть». В горячем газе значимая доля частиц передвигается с достаточно высокой скоростью — значит, самые быстрые ионы могут разорвать оковы земной гравитации.
Однако спутники, пролетавшие над полюсами Земли, показали, что большая доля частиц, составляющих поток, не нагревается, кроме того, движется со сверхзвуковыми скоростями и запросто преодолевает земное притяжение. Иными словами, частицы разгонялись не благодаря горячему газу, а неким другим механизмам.
Что же заставляет ионы улетучиваться из атмосферы? Тогда же физики предположили, что причина — еще не открытое слабое электрическое поле.
Ионосфера начинается на высоте 50 километров и заканчивается на высоте около 1000 километров. В этой части атмосферы ультрафиолетовые и рентгеновские лучи Солнца как бы «срывают» электронное «облако» атомов водорода и кислорода и превращают некоторые атомы в положительно заряженные ионы. В результате образуется «суп» из электронов, ионов и смеси нейтральных атомов и молекул — ионосферная плазма. Температура ионосферы может достигать нескольких тысяч градусов Цельсия (зависит от высоты и времени года).
Электроны и ионы создают вокруг себя небольшое электрическое поле. Однако первые заряжены отрицательно, а вторые — положительно. Если же концентрация электронов и ионов одинакова, то их поля должны компенсировать друг друга. То есть, по идее, ионосфера должна быть лишена масштабного электрического поля.
Ионы тяжелее электронов, иногда в десятки тысяч раз. Логично предположить, что первые частицы под действием гравитации могут опускаться вниз, вторые — наоборот, подниматься вверх. Эта разница концентрации частиц «вверху» и «внизу» достаточная, чтобы создать протяженное электрическое поле, пусть и слабое. Поскольку ионы заряжены положительно, а электроны отрицательно, поле притягивает частицы друг к другу и мешает ионам опускаться слишком низко. Некоторые ионы даже оказываются так высоко, что уносятся в космос.
Физики подсчитали, что перепад высоты с 200 до 780 километров обеспечивает разность потенциалов лишь около 0,4 вольта — слабое напряжение, но достаточное, чтобы часть ионов разгонялась до сверхзвуковой скорости.
В XX веке ученые не могли выделить слабое глобальное электрическое поле вокруг Земли, поскольку не располагали необходимыми технологиями. В XXI веке ситуация изменилась.
В мае 2022 года с архипелага Шпицберген специалисты Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США отправили в космос ракету Endurance, оборудованную приборами для изучения ионосферы. Старт состоялся в той части Земли, над которой ионы каким-то образом улетучиваются в космос.
Ракета поднялась на максимальную высоту 768 километров и спустя 19 минут упала в Гренландское море. За это время Endurance смогла собрать необходимую информацию об ионосфере, которую исследователи из NASA представили в статье, опубликованной в журнале Nature.
Выяснилось, что Земля действительно обладает слабым глобальным электрическим полем. Приборы зафиксировали, что оно начинается на высоте примерно 250 километров и заканчивается на высоте 768 километров. На этом отрезке инструменты зарегистрировали разность электрического потенциала в 0,55 вольта, что близко к значению, предсказанному учеными в 1968 году.
«Это напряжение почти ничто. Оно немного меньше рабочего напряжения батарейки для часов. Но его достаточно, чтобы объяснить, как ионы разгоняются до звуковой скорости и улетучиваются в космос», — пояснил Глинн Коллинсон (Glynn Collinson), главный исследователь миссии Endurance.
По словам авторов открытия, новое всепланетное поле провоцирует небольшую утечку атмосферы в космос в полярных широтах, а также оказывает на атмосферу планеты эффекты, которые еще предстоит изучить.
Исследователи заключили, что, изучая сложную динамику движения и эволюции атмосферы Земли, можно не только больше узнать об истории нашей планеты, но и проникнуть в тайны других миров: частности, понять, какие из них, вероятно, пригодны для жизни.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии