News
Ilmuwan Temukan Medan Listrik Global Bumi yang Telah Lama Dicari
Untuk pertama kalinya, ilmuwan berhasil mengukur medan listrik global di Bumi yang telah lama diteorikan tetapi tidak pernah dikonfirmasi—hingga sekarang.
Penemuan ini dimungkinkan melalui pengamatan dari roket suborbital NASA, yang menandai terobosan signifikan dalam memahami atmosfer Bumi dan bagaimana ia berinteraksi dengan ruang angkasa.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Medan listrik ini, yang dikenal sebagai medan listrik ambipolar, pertama kali diusulkan lebih dari 60 tahun yang lalu.
Ilmuwan percaya bahwa medan ini memainkan peran penting dalam bagaimana partikel dari atmosfer Bumi lepas ke luar angkasa, terutama di Kutub Utara dan Selatan.
Pengukuran baru, yang dikumpulkan selama misi Endurance NASA, telah mengonfirmasi keberadaan medan listrik ini dan mengungkap kekuatannya.
Temuan ini membantu menjelaskan fenomena yang dikenal sebagai "angin kutub", di mana partikel ditarik keluar dari atmosfer ke luar angkasa.
Memahami bagaimana atmosfer Bumi berubah dan berevolusi dari waktu ke waktu tidak hanya memberikan wawasan tentang sejarah planet kita tetapi juga menawarkan petunjuk tentang planet lain dan potensinya untuk mendukung kehidupan.
Penelitian yang dipimpin oleh Glyn Collinson dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA ini dipublikasikan di jurnal Nature.
Sejak tahun 1960-an, wahana antariksa telah mendeteksi partikel yang mengalir dari atmosfer Bumi ke luar angkasa, khususnya di atas kutub.
Para ilmuwan memperkirakan aliran keluar ini, yang disebut "angin kutub", tetapi bingung dengan karakteristiknya.
Partikel-partikel tersebut dingin dan tidak panas, tetapi bergerak dengan kecepatan supersonik.
Hal ini membuat para ilmuwan menduga bahwa medan listrik yang tidak diketahui mungkin bertanggung jawab untuk menarik partikel-partikel ini keluar dari atmosfer.
Namun, mendeteksi medan listrik ini merupakan tantangan besar. Medan listrik ini dianggap sangat lemah, dengan efeknya hanya terlihat pada jarak yang sangat jauh.
Selama beberapa dekade, teknologi yang diperlukan untuk mengukurnya tidak ada. Pada tahun 2016, Collinson dan timnya mulai mengembangkan instrumen baru yang mampu mendeteksi medan yang sulit dipahami ini.
Untuk mengukur medan listrik ambipolar, tim tersebut perlu meluncurkan roket suborbital dari Kutub Utara, lokasi tempat angin kutub dapat diamati secara langsung.
Misi tersebut, yang diberi nama Endurance berdasarkan nama kapal yang membawa penjelajah Ernest Shackleton dalam pelayaran Antartika yang terkenal, diluncurkan dari Svalbard, Norwegia—salah satu jajaran roket paling utara di dunia.
Pada tanggal 11 Mei 2022, roket Endurance mencapai ketinggian 477 mil, mengumpulkan data pada rentang 322 mil sebelum mendarat di Laut Greenland.
Selama penerbangan ini, Endurance mengukur perubahan kecil dalam potensi listrik—hanya 0,55 volt.
Pengukuran kecil ini, yang setara dengan daya baterai jam tangan, cukup untuk menjelaskan angin kutub.
Ion hidrogen, partikel yang paling umum dalam angin kutub, mengalami gaya dari medan listrik ini yang lebih dari 10 kali lebih kuat daripada gravitasi, yang memungkinkannya lepas ke luar angkasa dengan kecepatan supersonik.
Medan listrik juga memengaruhi partikel yang lebih berat seperti ion oksigen, membuatnya lebih ringan dan memungkinkannya naik lebih tinggi ke atmosfer.
Penemuan ini menunjukkan bahwa medan ambipolar secara signifikan meningkatkan "ketinggian skala" ionosfer, yang berarti lapisan atmosfer ini tetap lebih padat pada ketinggian yang lebih tinggi daripada jika tidak ada medan tersebut.
Penemuan medan listrik ambipolar Bumi membuka kemungkinan baru untuk memahami bagaimana atmosfer kita berevolusi dari waktu ke waktu.
Medan ini, yang sekarang dikenal sebagai gaya fundamental planet kita di samping gravitasi dan magnetisme, mungkin telah memainkan peran berkelanjutan dalam membentuk atmosfer kita.
Selain itu, karena medan ambipolar dihasilkan oleh dinamika internal atmosfer, para ilmuwan percaya bahwa medan serupa kemungkinan ada di planet lain, termasuk Venus dan Mars.
"Setiap planet dengan atmosfer seharusnya memiliki medan ambipolar," kata Collinson.
"Sekarang setelah kita akhirnya mengukurnya, kita dapat mulai mempelajari bagaimana medan tersebut membentuk planet kita serta planet lain dari waktu ke waktu."
Penemuan inovatif ini menandai langkah maju yang signifikan dalam pemahaman kita tentang atmosfer Bumi dan interaksinya dengan ruang angkasa, yang membuka jalan bagi eksplorasi masa depan terhadap planet lain di tata surya kita.
