IT 之家 8 月 31 日消息,美國宇航局(NASA)于 8 月 28 日發布博文,宣布首次證明地球存在雙極電場(ambipolar electric field)。
雙極電場簡介
地球在太空中并非靜止不動的一團泥土,被覆蓋各種場(fields)。重力場無處不在,讓大氣層緊貼星球表面;磁場是由地球内部旋轉的導電物質産生的,可以保護我們的星球免受太陽風和輻射的影響,還有助于防止大氣層被吹散。
科學家于 1968 年觀察到從地球南北極上空的大氣層流入太空的神秘粒子流,并稱其爲 " 極風 "(polar wind)。
科學家觀測到許多粒子都相當冷、沒有被加熱的迹象,因此提出假說,認爲地球四周存在着雙極電場,是 " 極風 " 的主要推手。
雙極電場工作原理
從大約 250 公裏(155 英裏)的高度開始,在被稱爲電離層的大氣層中,極端紫外線和太陽輻射會電離大氣中的原子,破壞帶負電荷的電子,将原子變成帶正電荷的離子。
較輕的電子會試圖飛向太空,而較重的離子則會試圖沉向地面。但等離子體環境會努力保持電荷中性,從而在電子和離子之間形成電場,将它們拴在一起。
這就是所謂的雙極電場,因爲它是雙向作用的,離子提供向下的拉力,電子提供向上的拉力。其結果是大氣層膨脹;增加高度讓一些離子逃逸到太空中,這就是我們看到的極地風。
雙極電場探測
雙極電場非常微弱,美國宇航局戈達德太空飛行中心的天文學家格林・科林森(Glyn Collinson)展開了探測工作,于 2022 年 5 月發射 Endurance 号任務,飛行高度達到 768.03 公裏(IT 之家注:477.23 英裏),然後帶着來之不易的珍貴數據返回地球。
NASA" 耐力 "(Endurance)項目的火箭測量結果證實了這個雙極電場的存在,并量化了其強度,測量到的電勢變化隻有 0.55 伏。
這揭示了它在驅使大氣逃逸和更廣泛地塑造電離層(Ionosphere,高層大氣層)方面的作用。
NASA 表示,了解地球大氣層的複雜運動和演化不僅可以爲了解地球的曆史提供線索,還可以讓我們洞悉其它行星的奧秘,并确定哪些行星可能适合生命生存。
上述研究成果于 8 月 28 日發表在《自然》(Nature)期刊上。
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