Erste Entdeckung eines elektrischen Feldes um die Erde

Zum ersten Mal haben NASA-Wissenschaftler ein unsichtbares Energiefeld entdeckt, das die Erde umgibt und einen Teil der Atmosphäre in den Weltraum drückt.

Dieses unsichtbare Energiefeld, ein sogenanntes Dipol-Elektrofeld, wurde von der suborbitalen Endurance-Rakete der NASA entdeckt.

Die Hypothese des Dipol-Elektrofelds wurde von Wissenschaftlern vor 60 Jahren aufgestellt und man geht davon aus, dass es für die Erde eine Schlüsselrolle spielt, ähnlich wie das Magnetfeld und die Schwerkraft.

Wissenschaftler hoffen, dass die Untersuchung elektrischer Dipolfelder ihnen hilft, die Entwicklung und Funktionsweise von Planetenatmosphären besser zu verstehen. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse am 28. August in der Fachzeitschrift Nature.

Ultraviolette Strahlung der Sonne interagiert mit Atomen in der Ionosphäre (60–300 km über dem Boden). Dadurch verlieren die Atome Elektronen und werden zu Ionen. Theoretisch erzeugt dieser Prozess ein schwaches elektrisches Feld um den Planeten, das in Form eines „Polarwindes“ existiert, eines Partikelstroms, der aus der Erdatmosphäre in den Weltraum strömt.

Hinweise auf die Existenz solcher elektrischer Felder wurden erstmals 1968 von Raumfahrzeugen entdeckt, die den Südpol und den Nordpol umkreisten.

Forscher gehen davon aus, dass ein Teil der Erdatmosphäre im Weltraum verloren geht, insbesondere wenn sie durch Sonnenlicht erwärmt wird.

Polarwinde enthalten jedoch kalte Partikel, die sich nicht erwärmen, sich aber dennoch mit einer Geschwindigkeit bewegen, die die Schallmauer durchbricht. Irgendetwas muss diese Partikel also aus der Atmosphäre saugen.

Forscher starteten die Endurance-Rakete vom Startplatz in Spitzbergen nahe dem Nordpol, um die Ursprünge der Polarwinde zu erforschen. Die Rakete erreichte eine Höhe von 768,03 km über dem Boden und landete 19 Minuten später in der Grönlandsee.

Die von Endurance über eine Distanz von 519 Kilometern gesammelten Daten zeigten eine Spannungsänderung von 0,55 Volt, etwa die Stärke einer Uhrbatterie. Dieser Spannungsunterschied treibt Wasserstoffionen, die häufigsten Teilchen im Sonnenwind, mit einer Kraft an, die 10,6-mal stärker ist als die Schwerkraft – stark genug, um atmosphärische Partikel mit Hyperschallgeschwindigkeit in den Weltraum zu befördern. Es ist wie ein Förderband, das die Atmosphäre in den Weltraum befördert.