Los científicos lo describen como “un agente del caos”. Se trata de un “campo ambipolar” que rodea a la Tierra y que acaba de ser descubierto por el cohete Endurance de la NASA. El campo, dicen los expertos, es una pieza fundamental en la forma en que funciona nuestro planeta y ahora, por primera vez, lograron medirlo.

Hasta ahora se conocían dos campos de energía que crea nuestro planeta. El primero es el campo gravitacional, que se encarga de mantener nuestra atmósfera. Si no hay suficiente gravedad, la atmósfera escaparía al espacio. El segundo campo es el magnético. Es el escudo que protege nuestro planeta del viento solar, la corriente de partículas cargadas que libera el Sol.

Ahora, después de años de buscarlo, finalmente se logró ubicar al tercer campo: el ambipolar. Su función es contrarrestar la gravedad y expulsar partículas al espacio y, afirman los científicos, es tan fundamental como los campos gravitacional y magnético.

Hipótesis antigua

La hipótesis de la existencia de un campo eléctrico ambipolar se formuló por primera vez hace más de 60 años. Se creía que este campo impulsaba el escape de la atmósfera de nuestro planeta hacia el espacio exterior por encima de los polos norte y sur de la Tierra.

“Cada vez que una nave espacial sobrevolaba los polos de la Tierra, se sentía este viento supersónico de partículas, llamado viento polar, que fluye hacia el espacio”, explica Glyn Collinson, investigador principal de la misión del cohete Endurance del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

“(Se pensaba que) debía haber alguna fuerza invisible acechando allí, responsable de esta salida. Pero nunca antes habíamos podido medirla porque no teníamos la tecnología necesaria”, agrega Collinson, principal autor del estudio sobre el hallazgo publicado en Nature.

Para analizar de que se trataba esa fuerza invisible, el equipo de investigadores creó el cohete Endurance y en mayo de 2022 lo lanzaron desde Svalbard, una pequeña isla al norte de Noruega.

“Svalbard es el único campo de cohetes del mundo donde se puede volar a través del viento polar y realizar las mediciones que necesitábamos”, dijo Suzie Imber, física espacial de la Universidad de Leicester, Reino Unido, y coautora del estudio.

El Endurance alcanzó una altitud de 768 kilómetros y amarizó 19 minutos después en el mar de Groenlandia. Durante el vuelo suborbital de 15 minutos el Endurance midió un cambio en el potencial eléctrico de solo 0,55 voltios.

“Medio voltio no es nada ¿no es así? Es casi la misma fuerza de una de esas pequeñas baterías de reloj”, explica Collinson. “Pero esa es exactamente la cantidad que se necesita para explicar el escape de viento polar”, agrega.

Contrarrestar la gravedad

Los iones de hidrógeno, el tipo de partícula más abundante en el viento polar, experimentan una fuerza hacia afuera de este campo 10,6 veces más fuerte que la gravedad.

Eso, dicen los investigadores, es más que suficiente para contrarrestar la gravedad; de hecho, es suficiente para lanzarlos hacia el espacio a velocidades supersónicas.

Básicamente, el campo ambipolar “eleva los cielos”, dando forma a la ionósfera (una capa de la atmósfera superior). Es “como una cinta transportadora que eleva esta atmósfera hacia el espacio”, explica Collinson.

El campo es “ambipolar”, porque funciona en ambas direcciones. Los iones arrastran a los electrones hacia abajo mientras se hunden por la gravedad. Al mismo tiempo, los electrones elevan a los iones a mayores alturas mientras intentan escapar al espacio. Y eleva las partículas cargadas de nuestra atmósfera superior a alturas mayores de las que alcanzarían de otro modo, lo que quizás puede haber dado forma a la evolución de nuestro planeta de maneras que aún no se han explorado.

El descubrimiento de Endurance, aseguran los investigadores, plantea muchas preguntas que, ahora, podrán comenzar a responderse.

Por ejemplo, cuál es la función exacta de este campo y cómo ha dado forma a nuestro planeta. Según Glynn Clllinson, probablemente el campo ambipolar ha tenido un impacto en la evolución de la atmósfera y quizás hasta ha dejado su huella en los oceános.

Aunque aún hay muchos interrogantes sin respuesta, el hecho de que por primera vez se logró medir este tercer campo de energía de la Tierra abre muchos caminos nuevos para la exploración. “Cualquier planeta con una atmósfera debería tener un campo ambipolar”, afirma Collinson. “Ahora que finalmente lo hemos medido, podemos comenzar a aprender cómo ha moldeado nuestro planeta y otros a lo largo del tiempo”, concluye.