NASA’nın yörünge altı roketinden elde edilen verileri kullanan uluslararası bir araştırma ekibi, çift kutuplu elektrik alanı olarak bilinen tüm bir gezegenin elektrik alanını ilk kez başarıyla ölçtü. Bu alanın Dünya için yerçekimi ve manyetik alanlar kadar temel olduğuna inanılıyor.
Çift kutuplu elektrik alanı ilk olarak 60 yıldan fazla bir süre önce gezegenimizin atmosferinin Dünya’nın Kuzey ve Güney Kutuplarından nasıl kaçabileceğini kontrol eden bir faktör olarak önerildi. NASA’nın Dayanıklılık misyonu roketinden yapılan ölçümler, çift kutuplu alanın varlığını doğruladı ve gücünü ölçerek, atmosferik akışı kontrol etme ve iyonosferimizi şekillendirmedeki rolünü ortaya çıkardı. Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde Dayanıklılık baş araştırmacısı ve makalenin baş yazarı Glyn Collinson, “Bir şey bu parçacıkları atmosferden çekiyor olmalı” dedi. Bilim insanları henüz tespit edilmemiş bir elektrik alanının işin içinde olabileceğinden şüpheleniyorlardı.
Atom altı ölçekte üretildiği varsayılan elektrik alanı inanılmaz derecede zayıf olacak ve etkileri yalnızca yüzlerce kilometre öteden hissedilebilecekti. Onlarca yıldır tespit, mevcut teknolojilerin ötesine geçti. 2016 yılında, Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde Endurance’ın baş araştırmacısı ve makalenin baş yazarı Glyn Collinson ve ekibi, Dünya’nın çift kutuplu alanını ölçmek için uygun olacağına inandıkları yeni bir cihaz geliştirmeye başladı.
Birleşik Krallık’taki Leicester Üniversitesi’nden uzay fizikçisi ve makalenin ortak yazarı Susie Imber, “Svalbard, kutup rüzgârında uçabileceğimiz ve ihtiyacımız olan ölçümleri yapabileceğimiz dünyadaki tek roket test alanıdır” dedi.
11 Mayıs 2022’de havalanan Endurance roketi 768,03 km yüksekliğe ulaştı ve 19 dakika sonra Grönland Denizi’ne sıçradı. Endurance, veri topladığı yükseklik aralığında elektrik potansiyelinde yalnızca 0,55 voltluk bir değişiklik ölçtü.
“Yarım volt neredeyse hiçbir şey değil, saat piliyle hemen hemen aynı. Ancak bu tam olarak kutup rüzgarını açıklamak için gereken miktardır” dedi Collinson.
Kutup rüzgarındaki en yaygın parçacık türü olan hidrojen iyonları, bu alandan yerçekimi kuvvetinin 10,6 katı kadar dışarıya doğru bir kuvvete maruz kalır.
Daha ağır parçacıklar da momentum kazanır. Bu yarım voltluk alana daldırılan aynı yükseklikteki oksijen iyonları bunun yarısı kadar ağırlığa sahiptir. Genel olarak ekip, çift kutuplu alanın iyonosferin “ölçek yüksekliği” olarak bilinen şeyi %271 oranında arttırdığını, bunun da iyonosferin daha yüksek rakımlarda onsuz olacağından daha yoğun kaldığı anlamına geldiğini buldu.
Dayanıklılığın keşfi, keşif için birçok yeni yol açtı. Gezegenimizin yerçekimi ve manyetizma ile birlikte temel enerji alanı olan çift kutuplu alan, bilim adamlarının artık keşfetmeye başlayabileceği şekillerde Dünya atmosferinin evrimini sürekli olarak şekillendirmiş olabilir. Atmosferin iç dinamikleri tarafından oluştuğu için benzer alanların Venüs ve Mars dahil diğer gezegenlerde de bulunması bekleniyor.
“Atmosferi olan herhangi bir gezegenin çift kutuplu bir alanı olması gerekir. Artık nihayet ölçtüğümüze göre, gezegenimizin ve diğer gezegenlerin etrafında zaman içinde nasıl oluştuğunu araştırmaya başlayabiliriz.” dedi Collinson.