Scoperta l'esistenza di un debole campo elettrico che avvolge la Terra, fondamentale per il nostro pianeta tanto quanto il campo gravitazionale e il campo magnetico terrestri: chiamato 'campo elettrico ambipolare', favorisce la fuoriuscita di particelle che fluiscono dalla nostra atmosfera verso lo spazio in corrispondenza del Polo Nord e del Polo Sud. La sua esistenza, teorizzata oltre 60 anni fa, è stata dimostrata per la prima volta grazie alle rilevazioni della missione Endurance condotta grazie a un razzo suborbitale della Nasa lanciato dall'Artico.
A partire dalla fine degli anni '60, i veicoli spaziali che hanno sorvolato i poli terrestri hanno rilevato la presenza di un flusso di particelle che fluisce dall'atmosfera verso lo spazio, il cosiddetto 'vento polare'. Un certo deflusso di particelle era atteso per effetto dei raggi solari, un po' come il vapore che esce da una pentola d'acqua bollente, ma le osservazioni fatte del vento polare dimostravano che contiene molte particelle fredde, non scaldate dal Sole, che viaggiano a velocità supersoniche.
Fisici teorici avevano ipotizzato che la spinta a queste particelle potesse provenire da un campo elettrico generato su scala subatomica e troppo debole per essere rilevato con le tecnologie disponibili. Per questo nel 2016 il gruppo di ricerca guidato da Glyn Collinson del Goddard Space Flight Center della Nasa ha iniziato a sviluppare un nuovo strumento in grado di superare la sfida. Nel maggio 2022 lo strumento è stato lanciato con un razzo suborbitale dalle isole Svalbard con una missione chiamata Endurance come la nave che nel 1914 portò l'esploratore Ernest Shackleton in Antartide.
Il volo, durato 19 minuti, ha raggiunto un'altezza di 768 chilometri e ha consentito di misurare una variazione del potenziale elettrico di soli 0,55 volt. "Mezzo volt è quasi niente, è più o meno quanto una batteria da orologio, ma è la giusta quantità per spiegare il vento polare", afferma Collinson. Questo campo elettrico esercita una forza sugli ioni idrogeno (le particelle più abbondanti nel vento polare) che è oltre 10 volte più forte della gravità e così li lancia verso l'alto, nello spazio, a velocità supersoniche. Anche le particelle più pesanti, come gli ioni di ossigeno, ottengono una spinta. "È come un nastro trasportatore, che solleva l'atmosfera nello spazio", sottolinea Collinson.
Secondo i ricercatori, il campo ambipolare potrebbe aver plasmato l'evoluzione dell'atmosfera terrestre e potrebbe perfino essere presente in altri pianeti dotati di atmosfera.