Un team internazionale di scienziati ha realizzato un’importante scoperta utilizzando un razzo suborbitale della NASA. Per la prima volta, è stato misurato con successo un campo elettrico planetario, noto come campo elettrico ambipolare, considerato fondamentale per la Terra quanto la gravità e il campo magnetico.
Questo campo, ipotizzato oltre 60 anni fa, regola il modo in cui l’atmosfera terrestre si disperde sopra i Poli Nord e Sud. La missione Endurance della NASA ha confermato l’esistenza del campo ambipolare e ne ha quantificato la forza, svelando il suo ruolo cruciale nella fuga atmosferica e nella modellazione della ionosfera, uno strato dell’atmosfera superiore.
Un campo elettrico che spinge le particelle nello spazio: il ruolo del vento polare
Dagli anni ’60, le missioni spaziali che hanno sorvolato i poli terrestri hanno rilevato un flusso di particelle che sfugge dall’atmosfera terrestre verso lo spazio, un fenomeno denominato “vento polare”. Nonostante si sapesse che un certo quantitativo di particelle potesse sfuggire a causa della luce solare intensa, il vento polare presentava particelle fredde che viaggiavano a velocità supersoniche senza segni di riscaldamento. Gli scienziati sospettavano l’esistenza di un campo elettrico sconosciuto che potesse spiegare questo comportamento.
Il campo elettrico ipotizzato, generato a livello subatomico, si pensava fosse estremamente debole, con effetti percepibili solo su distanze di centinaia di chilometri. La sua rilevazione, per lungo tempo, è stata impossibile con la tecnologia disponibile. Tuttavia, nel 2016, Glyn Collinson e il suo team della NASA hanno sviluppato un nuovo strumento in grado di misurare il campo ambipolare terrestre.
Lanciato un razzo dall’Artico per svelare il campo ambipolare
Il 11 maggio 2022, il razzo Endurance è stato lanciato dall’arcipelago delle Svalbard, il luogo ideale per attraversare il vento polare e raccogliere i dati necessari.
Durante il suo volo suborbitale, Endurance ha raggiunto un’altitudine di 768 chilometri, raccogliendo dati per 19 minuti prima di rientrare nel Mare della Groenlandia. Nel range di altitudine tra 250 e 768 chilometri, Endurance ha misurato una variazione di potenziale elettrico di soli 0,55 volt, sufficiente però a spiegare il vento polare.
Le misurazioni hanno rivelato che gli ioni di idrogeno, le particelle più abbondanti nel vento polare, sperimentano una forza verso l’esterno 10,6 volte superiore alla gravità, permettendo loro di sfuggire nello spazio a velocità supersoniche. Anche le particelle più pesanti, come gli ioni di ossigeno, ricevono un impulso sufficiente a sollevarsi, rendendo la ionosfera più densa a maggiori altitudini rispetto a quanto sarebbe senza il campo ambipolare.
Nuovi orizzonti per l’esplorazione planetaria
La scoperta del campo elettrico ambipolare apre nuovi percorsi per l’esplorazione scientifica. Questo campo, essendo un fenomeno energetico fondamentale come la gravità e il magnetismo, potrebbe aver modellato l’evoluzione dell’atmosfera terrestre nel corso della storia. Inoltre, campi elettrici simili potrebbero esistere su altri pianeti con atmosfera, come Venere e Marte, offrendo nuove prospettive per la comprensione di altri corpi celesti.