Foguete suborbital da NASA detecta mais um campo elétrico em volta da Terra

Desde que a primeira espaçonave começou a sobrevoar a Terra, um grupo de cientistas descreveu, em 1968, um inexplicável vento supersônico de partículas “vazando” da atmosfera da Terra. Considerado um terceiro campo de energia elétrica, além do troposférico e ionosférico, o fenômeno foi denominado campo ambipolar, pois neutraliza a gravidade e expele partículas para o espaço, acima dos pólos.

Porém, apesar de amplamente teorizado e de ter sua existência inferida, ainda havia um grande desafio prático: medir diretamente esse campo elétrico na alta atmosfera terrestre, um ambiente tênue localizado em condições extremas.

Agora, uma equipe internacional de cientistas usou observações de um foguete suborbital da missão Endurance da NASA para medir com sucesso, pela primeira vez, a força do campo ambipolar: uma mudança no potencial elétrico de 0,55 volts.

Como funciona o campo elétrico ambipolar?

Teoricamente, o campo ambipolar começa na ionosfera, camada da atmosfera que está entre 80 km e 1.000 km de altitude. Numa camada de 250 km, a radiação ultravioleta e solar extrema ioniza os átomos atmosféricos, ou seja, remove elétrons negativos dos átomos, que se transformam em um íon positivo.

Os elétrons livres e mais leves tentarão voar para o espaço, mas os íons mais pesados ​​tenderão a afundar em direção ao solo. Este ambiente etéreo de plasma onde ocorre esta “dança” tenta, por sua vez, manter a neutralidade de carga, o que dá origem a um campo elétrico para equilibrar os elétrons e íons livres.

O campo é chamado ambipolar porque os íons se atraem para baixo e os elétrons se atraem para cima. Tal como num balão de ar quente, a radiação solar aquece a atmosfera e esta “infla”, devido ao aumento da energia cinética entre os diferentes movimentos das partículas. Como resultado, a distância até o topo da atmosfera (exosfera) aumenta, diminuindo a influência da gravidade nas partículas superiorese os íons escapam pelos pólos.

Como os cientistas mediram o “novo” campo elétrico?

A missão Endurance da NASA usou foguetes de sondagem lançados do Pólo Norte.Fonte: NASA

Como já se sabia que o campo ambipolar seria muito fraco, a NASA lançou a sua missão Endurance para estudar os processos que levam ao escape atmosférico. Foi com os dados destes foguetes-sonda, lançados a partir do Centro de Testes de Mísseis Andøya, na Noruega, que a equipe liderada pelo astrônomo Glyn Collinson, do Centro de Voo Espacial Goddard, conseguiu medir a mudança no potencial elétrico do campo ambipolar.

“Meio volt não é quase nada: é tão forte quanto uma bateria de relógio”, disse Collinson. “Mas essa é a quantidade certa para explicar o vento polar”, concluiu.

Embora extremamente baixa, a carga é suficiente para impulsionar íons de hidrogênio com uma força equivalente a até 10,6 vezes a da gravidadelançando-os ao espaço em velocidades supersônicas, medidas em ambos os pólos da Terra.

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