Logrado mediante el lanzamiento de un cohete suborbital desde el Polo Norte, este descubrimiento ofrece nuevas perspectivas sobre la atmósfera de otros planetas.
Un equipo internacional de científicos de la NASA midió con éxito, por primera vez, un campo eléctrico planetario utilizando datos de un cohete suborbital lanzado desde el Polo Norte. Este campo es tan crucial para la Tierra y la vida en ella como lo son los campos gravitatorio y magnético.
Denominado campo eléctrico ambipolar, los científicos plantearon la hipótesis hace más de 60 años de que este campo impulsaba el escape de partículas energéticas de nuestra atmósfera por encima de los polos norte y sur.
Un artículo publicado en la revista Nature describe cómo las mediciones realizadas durante la misión Endurance de la NASA confirmaron la existencia del campo ambipolar y cuantificaron su fuerza, revelando su papel en el escape atmosférico y su influencia en la ionosfera, una capa de la atmósfera superior.
Entender los movimientos complejos y la evolución de la atmósfera terrestre no solo brinda información sobre la historia de la Tierra, sino que también ayuda a descifrar los misterios de otros planetas y a determinar su potencial para albergar vida.
Partículas hacia el espacio
Desde finales de los años 60, las naves espaciales que sobrevolaban los polos detectaron una corriente de partículas que fluye desde la atmósfera hacia el espacio. Los teóricos predijeron este fenómeno, denominado “viento polar”, lo que llevó a la investigación para entender sus causas.
Aunque se esperaba algún flujo de salida atmosférica debido a la luz solar intensa, el viento polar observado contenía partículas frías que viajaban a velocidades supersónicas, lo que resultaba enigmático. Los científicos sospecharon que un campo eléctrico aún por descubrir estaba detrás de este fenómeno.
El hipotético campo eléctrico, generado a escala subatómica, se esperaba que fuera débil, con efectos perceptibles solo a grandes distancias. Detectarlo había estado fuera del alcance de la tecnología durante décadas, pero en 2016, Glyn Collinson y su equipo comenzaron a desarrollar un nuevo instrumento capaz de medir el campo ambipolar de la Tierra.
¿Cuáles son los efectos del campo eléctrico? Este estudio confirma que el campo eléctrico alrededor de la Tierra irradia partículas cargadas a través de los polos, lo que significa que hay una fuga constante de energía desde la superficie del planeta hacia el espacio.
Lanzamiento de un cohete desde el Ártico
El equipo eligió realizar un vuelo suborbital desde el Ártico, utilizando cohetes lanzados desde Svalbard, un archipiélago noruego cerca del Polo Norte, donde se encuentra el campo de lanzamiento de cohetes más septentrional del mundo. El 11 de mayo de 2022, la misión Endurance despegó, alcanzando una altitud de 768 kilómetros antes de caer en el mar de Groenlandia 19 minutos después.
En altitudes cercanas a los 518 kilómetros, el Endurance midió un cambio en el potencial eléctrico de solo 0,55 voltios, suficiente para explicar el fenómeno del viento polar, según Collinson. Los iones de hidrógeno, las partículas más comunes en el viento polar, experimentaron una fuerza hacia afuera 10,6 veces más fuerte que la gravedad, suficiente para lanzarlos al espacio a velocidades supersónicas.
Las partículas más pesadas, como los iones de oxígeno, también se vieron afectadas. El campo ambipolar aumenta la densidad de la ionosfera en altitudes mayores, actuando como una «cinta transportadora» que empuja la atmósfera hacia el espacio, explicó Collinson.
Este descubrimiento abre nuevas vías de exploración, ya que se espera que campos eléctricos similares existan en otros planetas con atmósfera, como Venus y Marte. “Ahora que finalmente lo hemos medido, podemos empezar a comprender cómo ha influido en la evolución de nuestro planeta y otros a lo largo del tiempo”, concluyó Collinson.
La misión Endurance fue financiada por la NASA y se llevó a cabo a través del Programa de Cohetes Sondeo en la Instalación de Vuelo Wallops de la NASA en Virginia.
