Bilim insanları, 60 yıllık teorik öngörülerin ardından, Dünya'nın çevresinde var olduğu düşünülen bu görünmeyen enerji alanını sonunda keşfetmeyi başardı. Ambipolar alan olarak adlandırılan bu buluş, Dünya'nın atmosferine dair anlayışımızda devrim yaratabilecek bir adım olarak değerlendiriliyor.
Yeni keşif için özel bir gemi inşa edildi
NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden gökbilimci Glyn Collinson, her atmosfere sahip gezegenin ambipolar bir alanı olması gerektiğini belirtti ve "Bu alanı artık ölçebildiğimize göre, gezegenimizin ve diğer gezegenlerin zaman içinde nasıl şekillendiğini öğrenmeye başlayabiliriz," dedi.
Dünya, uzayda sabit duran bir toprak parçası olmanın ötesinde, etrafında birçok farklı enerji alanı barındırıyor. Örneğin yer çekimi alanı, gezegenimizi bir arada tutarak atmosferi sıkıca koruyan bir güç olarak görev yapıyor. Bunun yanı sıra, Dünya'nın içindeki dönen iletken materyalin ürettiği manyetik alan, gezegenimizi güneş rüzgarlarının ve radyasyonun zararlı etkilerinden koruyor.
1968 yılında, bilim insanları uzayın derinliklerinde fark edemedikleri bir fenomeni tanımladılar. Dünya'nın kutupları üzerinde uçan bir uzay aracı, atmosferden kaçan süpersonik parçacıkların oluşturduğu bir rüzgarı tespit etti. Bu durumu açıklayabilecek en iyi teori, üçüncü bir elektrik enerjisi alanının varlığıydı.
Collinson, "Bu alana ambipolar alan deniyor ve kaotik bir güç olarak tanımlanabilir. Yer çekimine karşı koyuyor ve parçacıkları uzaya doğru itiyor. Ancak bu alanı daha önce hiç ölçemedik çünkü teknolojimiz yetersizdi. Bu görünmez kuvveti tespit etmek amacıyla Endurance roket gemisini inşa ettik," dedi.
Ambipolar alanın çalışma prensibi ise şöyle öngörülüyordu: Yaklaşık 250 kilometre yükseklikte, atmosferin iyonosfer adı verilen bir katmanında, aşırı ultraviyole ve güneş radyasyonu atmosferdeki atomları iyonize eder, yani negatif yüklü elektronları koparır ve atomu pozitif yüklü bir iyona dönüştürür.
Daha hafif elektronlar uzaya doğru hareket ederken, daha ağır iyonlar yere doğru çekilir. Ancak plazma ortamı yük nötrlüğünü korumaya çalışır ve bu da elektronlar ile iyonlar arasında bir elektrik alanının oluşmasına neden olur. Bu alana ambipolar alan denir çünkü her iki yönde de çalışır; iyonları aşağıya, elektronları ise yukarıya doğru çeker.
Ambipolar alanın inanılmaz derecede zayıf olması nedeniyle Collinson ve ekibi, bu alanı tespit edebilmek için özel bir gemi tasarladı. Endurance misyonu kapsamında, Mayıs 2022'de fırlatılan bu gemi, 768,03 kilometre yüksekliğe ulaşarak değerli veriler elde etti. Bu veriler arasında elektrik potansiyelinde sadece 0,55 voltluk bir değişim ölçüldü ve bu, gereken tek şeydi.
Collinson, "Yarım volt, neredeyse hiçbir şey değil; yalnızca bir saat pilinin gücüne eşdeğer. Ancak bu, kutup rüzgarını açıklamak için tam da gereken miktar," diyerek bulgunun önemini vurguladı. Çalışmanın ortak yazarı Alex Glocer'e göre, bu küçük enerji farkı, yer çekimine karşı koymak ve parçacıkları süpersonik hızlarla uzaya fırlatmak için fazlasıyla yeterli. Ayrıca, Mars ve Venüs gibi gezegenlerde de benzer bir alanın var olabileceği değerlendiriliyor.