Después de más de seis décadas de teorías y esfuerzos investigativos, un equipo internacional de científicos liderados por Glyn Collinson del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, ha logrado detectar y medir un campo de eléctrico invisible que envuelve la Tierra. Este campo, denominado "ambipolar", se suma a los ya conocidos campos gravitatorio y magnético, completando así un trío de fuerzas fundamentales que moldean nuestro mundo. El hallazgo, que representa un avance significativo en el estudio de los campos planetarios, fue publicado recientemente en la revista Nature.

Campo ambipolar finalmente explica el fenómeno del viento polar

"Medio voltio no es casi nada: es tan fuerte como la pila de un reloj", explica Collinson, líder de la misión que logró esta hazaña. "Pero es la cantidad justa para explicar el viento polar", agregó.

El "viento polar" es un flujo supersónico de partículas cargadas que escapa de los polos terrestres hacia el espacio. Este fenómeno se explica ahora con la detección del campo ambipolar, que revela cómo la atmósfera superior de la Tierra se expande hacia el espacio, elevando partículas a alturas mucho mayores de lo que se alcanzarían de otra manera.

Vuelos directos a través del viento polar

La misión Endurance –nombrada en honor al barco de Ernest Shackleton que exploró la Antártida en 1914–, lanzada el 11 de mayo de 2022 desde el archipiélago noruego de Svalbard, fue clave para esta investigación. La elección de Svalbard no fue casual, pues su ubicación única permite vuelos directos a través del viento polar, facilitando las mediciones necesarias. Durante su breve vuelo, que alcanzó los 768 kilómetros de altitud, Endurance midió un cambio en el potencial eléctrico de solo 0,55 voltios, suficiente para confirmar la presencia y la influencia del campo ambipolar.

Según Collinson, este campo opera en dos direcciones: mientras los iones más pesados tienden a hundirse hacia el suelo, los electrones, más ligeros, buscan escapar hacia el espacio. Este dinamismo crea un equilibrio que, aunque sutil, es fundamental para la atmósfera. La misión demostró que los iones de hidrógeno son acelerados por este campo a velocidades supersónicas, 10,6 veces la fuerza de la gravedad, y que incluso los iones de oxígeno más pesados también se ven significativamente afectados, aumentando la densidad de la ionosfera a una altitud mucho mayor de lo esperado.

El campo ambipolar no solo redefine nuestra comprensión de la atmósfera terrestre, sino que también plantea preguntas fascinantes sobre otros planetas. Collinson enfatiza que cualquier planeta con atmósfera podría albergar un campo ambipolar similar, lo que abre nuevas avenidas en la búsqueda de planetas potencialmente habitables y en la comprensión de cómo las atmósferas planetarias evolucionan y se mantienen.

"Cualquier planeta con atmósfera debería tener un campo ambipolar", afirmó Collinson. "Ahora que por fin lo hemos medido, podemos empezar a aprender cómo ha moldeado nuestro planeta, así como otros, a lo largo del tiempo", concluyó.

Felipe Espinosa Wang con información de la NASA, Universe Today y Science Alert.