Die NASA hat gerade eine 60 Jahre alte Hypothese bestätigt: dass die Erde über ein verborgenes drittes Energiefeld verfügt

Nach langer Suche haben Forscher Beweise für das Feld gefunden, das den Polarwind antreibt. (Bild KI-generiert mit Adobe Firefly, Quelle: stock.adobe.com - Orxan)

Zu sagen, dass der Polarwind an Nord- und Südpol weht, wäre die Untertreibung des Jahrhunderts. Mit immenser Wucht reißt er unzählige Teilchen aus der Atmosphäre. Sie beschleunigen stetig, am Ende schießt er sie mit Überschallgeschwindigkeit ins Weltall. Seit rund 60 Jahren rätselt die Forschung: wie?

Wissenschaftler der NASA haben jetzt neue Hinweise geteilt (via Nature). Die stützen eine alte Theorie, denn als die Geophysiker Peter Banks und Thomas Holzer 1968 den Polarwind entdeckten, hatten beide eine Vermutung: Ein elektrisches Feld müsse es sein, was den Teilchen ihren Impuls verleiht.

Wir erklären, wie es zu dieser Lösung des Rätsels kam, welche Eigenschaften das Feld hat und warum sogar Forscher aufhorchen, die sich mit weit entfernten Planeten fremder Sonnen befassen.

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Das neue Trio der Erdfelder

Zwei Felder sind lange bekannt: das Magnet- sowie das Gravitationsfeld. Keines der beiden ist für den Solarwind verantwortlich. Stattdessen wissen wir jetzt: Es gibt mit dem ambipolaren Feld noch ein Drittes im Bunde.

Es entsteht, wenn hochenergetische Sonnenstrahlung die Erdatmosphäre in Hunderten Kilometern Höhe ionisiert. Das ultraviolette (UV) Licht sorgt für die Bildung von Ionen, geladene Teilchen - entweder positiv oder negativ. Vereinfach gesagt: Eine über ein gewaltiges Volumen ausgebreitete Batterie bildet sich. Zwischen den Ionen in der sogenannten Ionosphäre tritt eine winzige Spannung auf:

Diese Spannung ist es, der den Teilchen ihre Bewegungsenergie verleiht, es schleudert die elektrisch geladenen Ionen und Elektronen hinfort. Das ambipolare Feld der Erde übt so eine Kraft aus, die mehr als zehnmal stärker ist als die Schwerkraft. So kommt es zu dem Teilchensturm gen All, den wir als Polarwind kennen.

Möglich war die Messung dank speziell entwickelter hochsensibler Instrumente, die in Höhe von etwa 518 Kilometer den Spannungsunterschied registrierten. Sie waren im Mai 2022 an Bord einer Forschungsrakete, die bis zu 768 Kilometer hoch über die Polarregion flog.

Die Entdeckung ist erst der Anfang

In Zukunft soll weiter geforscht werden, welchen Einfluss das ambipolare Feld auf den Planeten, die Atmosphäre und das Leben auf der Erde hat. Aber schon jetzt haben wir etwas über seine wahrscheinliche Existenz hinaus gelernt.

Denn schon ähnlich lange wie über den Polarwind rätselte die Wissenschaft über ein Mysterium in der oberen Atmosphäre: Lange nimmt die Luftdichte erwartungsgemäß ab, die Atemluft wird buchstäblich dünner. Doch irgendwann verdichtet sie sich in großen Höhen wieder. Hierfür sorgt auch das ambipolare Feld, denn es hebt sogar die im Vergleich zum Wasserstoff enorm schweren Sauerstoffionen an. Materie staut sich quasi, sie rückt enger zusammen als in den Kilometern darunter.

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Solch ein Effekt sowie auch der Polarwind müssten nach den neuesten Erkenntnissen überall im Kosmos zu finden sein: Jeder Planet mit einer Atmosphäre sollte ein ambipolares Feld haben, so Collinson. Jetzt, da wir es endlich gemessen haben, können wir lernen, wie es unseren Planeten und andere im Laufe der Zeit geformt hat.

Letztendlich wissen wir also nicht nur mehr über unsere Erde, sondern auch über weit entfernte Planeten - so lange sie eine Atmosphäre haben, die auf die Strahlung eines Sternes reagiert.