Comprender los complejos movimientos y la evolución de la atmósfera de la Tierra, nos da pistas sobre su historia y nos permite entender los misterios de otros planetas. Recientemente, la NASA descubrió un campo de energía invisible, llamado el campo eléctrico ambipolar de la Tierra.
Un campo eléctrico que explica por qué la atmósfera de la Tierra se escapa al espacio
Este campo eléctrico planetario es tan importante para la Tierra como sus campos gravitatorio y magnético. En este caso, el equipo utilizó para ello observaciones de la misión Endurance de la NASA. De hecho, este hallazgo podría ayudar a determinar si esta réplica de la Tierra también tiene atmósfera como nosotros.
Hace 60 años, los científicos plantearon la hipótesis de que el campo eléctrico ambipolar, determinaba el modo en que la atmósfera de nuestro planeta podía escapar por encima de los polos Norte y Sur de la Tierra. Ahora, han planteado la teoría de que este campo eléctrico comienza a unos 250 kilómetros de altitud, donde los átomos atmosféricos se dividen en electrones con carga negativa e iones con carga positiva.
Los electrones son increíblemente ligeros y los iones son extremadamente pesados. Si solo la gravedad estuviera en juego, las dos poblaciones, una vez separadas, se distanciarían con el tiempo. Debido a que los electrones y los iones tienen cargas opuestas, un campo eléctrico los mantiene juntos; este campo evita la separación de cargas y contrarresta algunos efectos de la gravedad.
¿Por qué es un campo ambipolar?
Es “ambipolar” porque actúa en ambas direcciones. Los iones tiran de los electrones hacia abajo cuando caen debido a la gravedad, mientras que los electrones empujan a los iones hacia arriba cuando intentan escapar al espacio. Este campo extiende la altura de la atmósfera, lo que permite que algunos iones se eleven lo suficiente como para ser arrastrados por el viento polar.
Los científicos también cuantificaron su fuerza basándose en mediciones, revelando su papel en el escape atmosférico y la conformación de nuestra ionosfera. Antes, se creía que este campo eléctrico, que se genera a escala subatómica, era extremadamente débil.
Durante décadas, detectarlo estaba fuera del alcance de la tecnología existente. En 2016, los científicos construyeron un nuevo instrumento que creían que era capaz de medir el campo ambipolar de la Tierra. Los instrumentos y conceptos desarrollados por el equipo eran los más apropiados para un lanzamiento de cohete suborbital desde el Ártico. El equipo denominó a su misión Endurance.
El campo ambipolar tiene una influencia en la estructura y densidad de la ionosfera
Descubrieron que el campo eleva la ionosfera en las regiones polares en un 271 por ciento, de 77 a casi 209 kilómetros de altura. Esto sucede porque los electrones que se esfuerzan por salir no pueden transportar los iones positivos más pesados directamente al espacio, sino que su atracción crea un efecto de flotabilidad.
Además, el campo ambipolar aumenta considerablemente la densidad del plasma en la ionosfera. En el límite de la magnetosfera, a una altitud de unos 768 kilómetros, la densidad es más de un 3 800 por ciento mayor que sin el campo electrostático, según la publicación.
Los científicos esperan que este descubrimiento abra nuevas oportunidades para investigar cómo este campo energético fundamental, junto con la gravedad y el magnetismo, ha influido en el desarrollo de la atmósfera terrestre a lo largo del tiempo.
El equipo supone que otros planetas con atmósfera, como Marte o Venus, también tienen campos eléctricos similares. Cada vez estamos más cerca de encontrar hallazgos importantes en otros planetas, como el descubrimiento de esta piedra del tesoro en Marte. De hecho, incluso sospechan que todos los planetas con atmósfera pueden tener un campo ambipolar de este tipo.
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