Dünya’yı saran görünmez, zayıf bir enerji alanı nihayet tespit edildi ve ölçüldü. Bu alana ambipolar alan adı veriliyor. İlk olarak 60 yılı aşkın bir süre ilkin hipotez olarak ortaya atılan bir elektrik alanı… Keşfi, güzel ve devamlı değişen gezegenimizin davranışını ve evrimini araştırma ve anlama biçimimizi değiştirecek.
NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden gökbilimci Glyn Collinson, “Atmosferi olan her gezegenin ambipolar bir alanı olması gerekir” ifadelerini kullanıyor ve “Artık onu nihayet ölçtüğümüze gore, bunun süre içinde gezegenimizi ve diğerlerini iyi mi şekillendirdiğini öğrenmeye başlayabiliriz” diyor.
Yerçekimi alanı, manyetik alan ve ambipolar alan
Dünya uzayda hareketsiz duran bir toprak parçasından ibaret değil. Değişik türden alanlarla çevrili… Sözgelişi yerçekimi alanı vardır ki yerçekimi hakkında dahi pek bir şey bilmiyoruz sadece o olmadan bir gezegenimiz olmazdı. Yerçekimi ek olarak atmosferin yüzeye sıkıca tutunmasını sağlar.
Ek olarak, Dünya’nın iç kısmındaki dönen, iletken araç-gereç tarafınca üretilen ve kinetik enerjiyi manyetik alana dönüştüren manyetik alandan da söz etmemiz gerek. Bu, gezegenimizi güneş rüzgarı ve radyasyonun etkilerinden korur ve ek olarak “atmosferin uçup gitmesini” önlemeye destek sağlar.
Bunların yanında, 1968’de bilim adamları uzay çağına kadar fark edemediğimiz bir fenomeni tanımladı. Dünya’nın kutupları üstünde uçan uzay aracı, atmosferden kaçan süpersonik bir parçacık rüzgarı tespit etti. Bunun için en iyi tahmin ve en makul izahat üçüncü bir elektrik enerjisi alanıydı.
Glynn Collinson bir videoda “Buna ambipolar alan deniyor ve kaosun bir aracı. Yerçekimine karşı koyuyor ve parçacıkları uzaya doğru atıyor” açıklamasında bulunuyor ve “Fakat daha ilkin bunu ölçemedik bu sebeple teknolojimiz yoktu. Bu yüzden, bu büyük görünmez kuvveti aramak için Endurance roket gemisini inşa ettik” diye ekliyor.
Peki ambipolar alanın iyi mi emek vermesi bekleniyordu? Ortalama 250 kilometre yükseklikte iyonosferde “aşırı ultraviyole güneş radyasyonu” atmosferik atomları iyonize ederek negatif yüklü elektronları koparıyor ve atomu pozitif yüklü bir iyona dönüştürüyor.
Daha hafifçe elektronlar uzaya doğru uçmaya çalışırken, daha ağır iyonlar yere doğru batmaya çalışıyor. Sadece plazma ortamı ise yük nötrlüğünü korumaya çalışmakta; bu da elektronlar ve iyonlar içinde onları birbirine bağlayan bir elektrik alanının ortaya çıkmasıyla sonuçlanıyor.
Bu alan ambipolar alan olarak adlandırılıyor zira bu alan her iki yönde de çalışır; iyonlar aşağı doğru, elektronlar ise yukarı doğru çekim sağlar. Netice olarak atmosfer şişer; artan yükseklik bazı iyonların uzaya kaçmasına olanak tanır, bunu da kutup rüzgarlarında görürüz.
Bu ambipolar alan inanılmaz derecede zayıf aslen, bu yüzden Collinson ve ekibi bunu saptamak için enstrümanlar tasarladı. Bu deneyi taşıyan Endurance görevi, Mayıs 2022’de fırlatıldı ve oldukça kıymetli, zor elde edilmiş verileriyle Dünya’ya geri dönmeden ilkin 768.03 kilometre yüksekliğe ulaştı. Ve sonunda başarıya ulaşmış oldu. Elektrik potansiyelinde bir tek 0.55 voltluk bir değişiklik ölçtü sadece yeterliydi zira gereksinim duyulan tek şey buydu. Collinson şöyleki açıklıyor:
Yarım volt neredeyse hiçbir şey değil, bir tek bir saat pili kadar kuvvetli. Fakat bu, kutup rüzgarını açıklamak için tam da doğru miktar.
Bu miktardaki yük, hidrojen iyonlarını yer çekiminin 10.6 katı bir güçle çekmeye ve onları kutuplar üstünde ölçülen süpersonik hızlarda uzaya fırlatmaya yetiyor.
Hidrojen iyonlarından daha ağır olan oksijen iyonları da daha yükseğe çıkar ve iyonosferin yüksek irtifalardaki yoğunluğunu, ambipolar alan olmadan haiz olacağı yoğunluğa kıyasla yüzde 271 oranında artırır.
Daha da coşku verici olan şey ise bunun ambipolar alana dair meydana getirilen keşiflerin ilk adımı olması. Söz mevzusu alanın daha geniş kapsamlı etkilerini, ne kadar zamandır orada bulunduğunu, ne işe yaradığını ve gezegenimizin ve atmosferinin evrimini ve hatta muhtemelen yüzeyindeki yaşamı iyi mi şekillendirdiğini hemen hemen bilmiyoruz.
Collinson, “Bu alan, Dünya’nın işleyiş biçiminin temel bir parçasıdır. Ve şimdi nihayet ölçtüğümüze gore, aslen bu daha büyük ve coşku verici sorulardan bazılarını sormaya başlayabiliriz” diyor.
Kaynak: Science Alert, Nature / Metin Aktaşoğlu tarafınca Türkçeleştirildi