Ambipolares Feld
NASA entdeckt lebenswichtige Schutzhülle der Erde
Ein internationales Forscherteam hat erstmals ein planetenweites elektrisches Feld gemessen, das für die Erde vermutlich ebenso grundlegend ist wie ihr Gravitations- und Magnetfeld. Diese bedeutende Entdeckung gelang durch Beobachtungen einer suborbitalen Rakete der NASA.
Entdeckung des ambipolaren Feldes
Die NASA konnte die Existenz eines ambipolaren elektrischen Feldes um die Erde nachweisen – ein Konzept, das seit über 60 Jahren immer wieder diskutiert wurde. Dieses Feld könnte entscheidende Auswirkungen auf unser Verständnis der Erde und anderer Planeten haben und wird als ebenso elementar wie die Schwerkraft und das Magnetfeld der Erde betrachtet. Im Rahmen der Endurance-Mission startete ein NASA-Team am 11. Mai 2022 eine Rakete, die eine Höhe von 768 Kilometern erreichte.
Dabei wurde eine elektrische Spannung von 0,55 Volt gemessen, die ausreicht, um den sogenannten Polarwind zu erklären – einen Teilchenstrom, der aus der Erdatmosphäre ins All strömt. Die Wasserstoffionen, die im Polarwind vorherrschen, erfahren durch dieses Feld eine nach außen gerichtete Kraft, die 10,6-mal stärker ist als die Schwerkraft und sie mit Überschallgeschwindigkeit in den Weltraum schleudert.
So schützt das ambipolare Feld die Erde
Das Magnetfeld der Erde schützt die Atmosphäre vor dem Abtrag durch den Sonnenwind. Ein ambipolares Feld könnte einen vergleichbaren Schutz bieten und so die Lebensfreundlichkeit der Erde weiter erhöhen.
- Einfluss auf die Atmosphäre: Das ambipolare Feld könnte die Atmosphäre eines Planeten so beeinflussen, dass es eine gewisse Menge an Wasserstoffionen in der Atmosphäre hält, während es gleichzeitig den Verlust von Wasser und anderen Elementen verhindert. Dies könnte durch die Erhöhung der „Skalenhöhe“ der Ionosphäre geschehen, was bedeutet, dass die Atmosphäre in größeren Höhen dichter bleibt
- Erhaltung von Wasser: Ein starkes ambipolares Feld könnte dazu beitragen, dass Wasser in flüssiger Form auf der Oberfläche eines Exoplaneten bleibt, indem es den Verlust von Wasserstoffionen in den Weltraum minimiert. Dies wäre besonders wichtig für Planeten in der habitablen Zone, wo flüssiges Wasser als Voraussetzung für Leben gilt.
- Geologische Aktivität: Ein ambipolares Feld könnte auch die geologische Aktivität eines Planeten beeinflussen, indem es die Bewegung von elektrisch geladenen Teilchen in der Atmosphäre und im Mantel des Planeten steuert. Diese Aktivität ist entscheidend für die Plattentektonik, die wiederum das Klima und die Oberflächenbedingungen eines Planeten beeinflussen kann.
- Planetensystem-Dynamik: In einem Planetensystem könnte das Vorhandensein von ambipolaren Feldern auf mehreren Planeten die Wechselwirkungen zwischen diesen Planeten beeinflussen. Dies könnte die Stabilität ihrer Umlaufbahnen und damit die langfristige Bewohnbarkeit beeinflussen.
Bedeutung der Entdeckung
Die Entdeckung des ambipolaren Feldes könnte unser Verständnis der atmosphärischen Entwicklung der Erde erheblich erweitern. Zudem könnte sie auf ähnliche Felder auf anderen Planeten wie Venus und Mars hinweisen. Diese Erkenntnisse wären entscheidend, um die Bewohnbarkeit anderer Himmelskörper zu bewerten und die Evolution ihrer Atmosphären zu erforschen. „Jeder Planet mit einer Atmosphäre sollte ein ambipolares Feld haben“, sagte Glyn Collinson, leitender Forscher von Endurance am Goddard Space Flight Center der NASA. „Nachdem wir es nun endlich gemessen haben, können wir anfangen zu lernen, wie es unseren Planeten und andere im Laufe der Zeit geformt hat.“
(kfb)