Hình ảnh: NASA
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế lần đầu tiên đo được trường điện lưỡng cực của toàn bộ hành tinh bằng cách sử dụng các quan sát từ một tên lửa cận quỹ đạo được phóng bởi sứ mệnh Endurance của NASA. Kết quả của nghiên cứu đã xuất bản trên tạp chí Nature.
Một trường điện lưỡng cực điều khiển quá trình mà bầu khí quyển của Trái Đất rò rỉ vào không gian qua các vùng cực, xác nhận các quan sát được thực hiện bởi các nhà khoa học vào những năm 1960, khi tàu vũ trụ phát hiện ra một luồng các hạt chảy ra khỏi bầu khí quyển ở các cực. Luồng này, được gọi là “gió cực”, rất bí ẩn vì các hạt bên trong nó lạnh nhưng di chuyển với tốc độ siêu thanh. Người ta hy vọng rằng chuyển động của các hạt như vậy có thể được giải thích bằng sự hiện diện của một trường điện yếu, nhưng cho đến nay sự tồn tại của nó chỉ là một lý thuyết.
Vào ngày 11 tháng 5 năm 2022, tên lửa Endurance được phóng từ quần đảo Svalbard ở Bắc Cực đã có thể ghi lại sự thay đổi điện thế chỉ 0,55 vôn. Giá trị rất nhỏ này đủ để giải thích cách trường lưỡng cực có thể đưa các ion hydro và oxy vào không gian, đảm bảo chuyển động của chúng ở tốc độ siêu thanh.
Các ion hydro, loại hạt phổ biến nhất trong gió cực, chịu lực hướng ra ngoài từ trường này lớn hơn lực hấp dẫn 10,6 lần. Các ion oxy nặng hơn ở cùng độ cao, được ngâm trong trường nửa vôn, có trọng lượng bằng một nửa. Nhìn chung, trường lưỡng cực giúp giữ cho tầng điện ly dày đặc hơn ở độ cao lớn hơn so với khi không có trường này.
Kết quả nghiên cứu khẳng định rằng trường lưỡng cực đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của bầu khí quyển Trái Đất và có thể tồn tại trên các hành tinh khác có bầu khí quyển, chẳng hạn như Sao Kim và Sao Hỏa. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có kế hoạch nghiên cứu cách trường này hình thành nên hành tinh của chúng ta và có thể rút ra những điểm tương đồng nào với các thiên thể khác.
