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 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.
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили универсальный подход для определения с высокой точностью так называемой внутримолекулярной потенциальной функции — информация о ее свойствах позволяет делать прогноз поведения молекулы в различных условиях. Новый подход подходит для самых разных многоатомных молекул. В будущем он позволит точнее предсказывать спектры и динамику молекул как в условиях атмосфер планет Солнечной системы, а также более точно моделировать химические процессы на квантовом уровне.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
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.
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.
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.
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
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