研究者たちは、両極性場を初めて発見し、測定しました。 1968 年にはすでに、地球物理学者のピーター バンクスとトーマス ホルツァーは、極風の研究の一環として、地球の周りのこの電気力場に関する理論を開発しました。極風は、特に極近くで上層大気から宇宙に逃げる荷電粒子の流れで構成されています。二人の研究者はすでに、電場と他の電気力学的プロセスがこの現象の原因である可能性が高いと考えていました。
地球上の目に見えないフィールド
「何かがこれらの粒子を大気中から引き上げたに違いない」と、アメリカ航空宇宙局（NASA）ゴダード宇宙飛行センターのエンデュランスミッション主任研究員グリン・コリンソン氏は強調した。コリンソン氏は、ネイチャー誌に掲載された、両極性領域をきっぱりと証明した研究の筆頭著者でもあった。
具体的には、現在確認されている現象は、地球の大気の上層における弱いながらも重大な電場である。太陽からの紫外線が電離層の原子をイオン化するときに発生します。このプロセスでは電子が原子から分離され、正に帯電したイオンと自由に移動する電子が生成されます。
アメリカ航空宇宙局 (NASA) のエンデュランス ミッションは、このとらえどころのないフィールドを検出するために特別に設計されました。彼女は 0.55 ボルトの電位の変化を記録することに成功し、それによって両極場の存在を確認しました。 「0.5 ボルトなんてほとんど何もありません。時計の電池と同じくらいの電力しかありません」とコリンソン氏は言います。 「しかし、それは極風を説明するのにちょうどいい量です。」
「大気を持つすべての惑星」
地球の両極場は、水素イオンに重力よりもはるかに強い力を及ぼし、水素イオンを超音速で宇宙に投げ飛ばします。また、より重い酸素イオンを持ち上げて、高高度の電離層の密度を増加させます。
この発見は、地球の大気の力学と大気を持つ他の惑星の進化を研究するための新たな可能性を開きます。なぜなら、「大気のある惑星には両極性の場があるはずだ」とコリンソン氏は言う。 「ついに測定できたので、それが時間の経過とともに私たちの惑星や他の惑星をどのように形作ってきたかを知ることができます。」
出典: 「地球の両極静電場とイオンの宇宙への脱出におけるその役割」 (Nature、2024)。 NASA
この記事の表紙画像は編集部が人工知能（AI）を使って作成したものです。