科學家首次探測到地球周圍不可見的電場

一個包裹著地球的無形、微弱的能量場終于被探測到并測量出來。

它被稱為雙極場，一個在 60 多年前首次假設的電場，它的發現將改變我們研究和理解我們美麗、不斷變化的世界的行為和演變的方式。

“任何有大氣層的行星都應該有一個雙極場，”天文學家 Glyn Collinson 說美國宇航局戈達德太空飛行中心。

“現在我們終于測量了它，我們可以開始了解它如何隨著時間的推移塑造我們的星球以及其他人。”

地球不僅僅是一團在太空中惰性的泥土。它被各種各樣的田野所包圍。有重力場。我們了解的不多關于 Gravity，特別是考慮到它無處不在，但如果沒有引力，我們就不會有行星。重力還有助于使大氣緊貼表面。

還有磁場，它是由地球內部旋轉的導電材料產生的，將動能轉化為旋轉到太空中的磁場。這保護了我們的星球免受太陽風的影響和輻射，還有助于防止大氣層被吹走。

1968 年科學家描述直到太空時代，我們才注意到這種現象。飛越地球兩極的航天器檢測到超音速粒子風逃離地球大氣層。對此最好的解釋是第三個，電能場。

“它被稱為雙極場，它是混沌的代理人。它對抗重力，并將粒子剝離到太空中。Collinson 在視頻中解釋道.

“但我們以前從未能夠測量這一點，因為我們沒有這項技術。因此，我們構建了耐力火箭飛船去尋找這股巨大的無形力量。

以下是預期雙極場的工作原理。從大約 250 公里（155 英里）的高度開始，在稱為電離層，極端紫外線和太陽輻射使大氣原子電離，折斷帶負電的電子并將原子變成帶正電的離子。

較輕的電子將試圖飛向太空，而較重的離子將試圖沉向地面。但是等離子體環境將嘗試保持電荷中性，這導致電子和離子之間出現電場以將它們拴在一起。

這被稱為雙極場，因為它在兩個方向上起作用，離子提供向下的拉力，而電子提供向上的拉力。

結果是氣氛膨脹了;增加的高度允許一些離子逃逸到太空中，這就是我們在極地風中看到的。

這個雙極場將非常微弱，這就是 Collinson 和他的團隊設計儀器來探測它的原因。這耐力攜帶這項實驗的任務于 2022 年 5 月發射，達到 768.03 公里（477.23 英里）的高度，然后帶著珍貴、來之不易的數據落回地球。

它成功了。它測量到的電位變化僅為 0.55 伏，但這就是我們所需要的。

“半伏特幾乎不算什么——它只和手表電池一樣強大。”Collinson 說.“但這恰好是解釋極地風的恰到好處。”

這個電荷量足以拉動 10.6 倍重力強度的氫離子，以在地球兩極上測量的超音速將它們發射到太空。

比氫離子重的氧離子也被拋得更高，與沒有雙極場的密度相比，高海拔地區的電離層密度增加了 271%。

更令人興奮的是，這只是第一步。我們不知道雙極場的更廣泛影響，它在那里存在了多長時間，它有什么作用，以及它如何幫助塑造了我們星球及其大氣層的演變，甚至可能甚至它表面的生命.

“這個磁場是地球運作方式的基本組成部分，”Collinson 說.“現在我們終于測量了它，我們實際上可以開始提出一些更大、更令人興奮的問題。”

該研究已發表在自然界.

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