Publicado en Ciencia Lunes, 21 Agosto 2017 02:03

Del día a la noche y de nuevo al día: La ionosfera de la Tierra durante el eclipse solar total

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El día de hoy, lunes 21 de agosto de 2017, los habitantes de América del Norte tendremos la oportunidad de ver un eclipse de sol. La Luna se deslizará frente al Sol y por un breve momento, el día se transformará en una oscura noche. Moviéndose a través de la parte norte del continente, la sombra de la Luna bloqueará la luz del Sol, y si el tiempo lo permite, los que están dentro del camino de la totalidad podrán experimentar uno de los eventos más inspiradores de la naturaleza, un eclipse solar total. Este camino, donde la luna cubrirá completamente al sol, permitiendo observar la tenue atmósfera del sol – la corona –, se extenderá desde Lincoln Beach en Oregón hasta Charleston en Carolina del Sur.

 

Los observadores que quedemos fuera de este camino veremos un eclipse solar parcial donde la Luna cubrirá parte del disco del Sol. Un colega nos envía información sobre parte de las investigaciones que la NASA realizará aprovechando este extraordinario fenómeno. Veamos de que se tratan….

 

El eclipse solar total tendrá efectos imperceptibles, como la pérdida repentina de radiación ultravioleta extrema del Sol, que genera la capa ionizada de la atmósfera de la Tierra, llamada ionósfera. Esta región en constante cambio, crece y se contrae en función de las condiciones solares, y es el foco de atención de varios equipos científicos financiados por la NASA que utilizarán el eclipse como un experimento ya realizado, cortesía de la naturaleza.

 

De hecho, el Goddard Space Flight Center informó el 10 de agosto que aprovechando el eclipse del día de hoy, 21 de agosto, la NASA financiará 11 investigaciones científicas en los Estados Unidos. Y efectivamente, tres de éstas estarán focalizadas en estudiar la ionosfera con el propósito de incrementar la comprensión de la relación del Sol con esta región, donde la órbita de los satélites y las señales de radio se reflejan de nuevo hacia la Tierra.

 

"El eclipse desactiva la fuente de radiación de alta energía de la ionosfera", dijo Bob Marshall, científico espacial de la University of Colorado Boulder e investigador principal de uno de los estudios. "Sin la radiación ionizante, la ionósfera se relajará, pasando de condiciones diurnas a nocturnas y luego de nuevo a diurnas después del eclipse".
Extendiéndose aproximadamente de 80 a 464 km sobre la superficie de la Tierra, la tenue ionósfera es una capa electrificada de la atmósfera que reacciona tanto a los cambios de la Tierra, abajo, como a los del espacio, arriba. Tales cambios, con las condiciones climatológicas de la atmósfera baja o en los del espacio, pueden manifestarse como perturbaciones en la ionósfera que pueden generar interferencia en las señales de comunicación y navegación.

"Durante nuestra vida, este será el mejor eclipse que podremos observar", dijo Greg Earle, ingeniero eléctrico e informático de Virginia Tech en Blacksburg, Virginia, quien está liderando otro de los estudios. "Pero también contamos con la red más densa de satélites, GPS y tráfico de radio nunca antes observado, por lo que será la primera vez que tendremos una gran cantidad de información para estudiar los efectos de este eclipse, de hecho, nos vamos literalmente a ahogar en los datos que vamos a generar. "

Tratar de entender la dinámica de la ionósfera puede ser complicado. "Comparado con la luz visible, la salida extrema de luz ultravioleta del Sol es muy variable", dijo Phil Erickson, investigador principal de un tercer estudio y científico espacial en el Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory en Westford, Massachusetts.. "Eso crea variabilidad en el clima ionosférico, ya que nuestro planeta tiene un fuerte campo magnético, y las partículas cargadas también se ven afectadas a lo largo de las líneas de campo magnético en todo el planeta, todo esto significa que la ionósfera es complicada".
Pero cuando la totalidad llegue el 21 de agosto, los científicos sabrán exactamente cuánta radiación solar será bloqueada, el área de tierra en la que ocurrirá este bloqueo y por cuánto tiempo. Combinadas con las mediciones de la ionosfera durante el eclipse, tendrán información tanto sobre la entrada de rayos solares como la correspondiente respuesta de la ionósfera, permitiéndoles estudiar los mecanismos subyacentes a los cambios ionosféricos mejor que nunca.

Lo que vincula a los tres estudios es el uso de la comunicación automatizada o señales de navegación para sondear el comportamiento de la ionosfera durante el eclipse. Durante los ciclos típicos día-noche, la concentración de partículas atmosféricas cargadas, o plasma, se constriñe y disminuye con el Sol.
"Durante el día, el plasma ionosférico es denso", dijo Earle. "Cuando el Sol se pone, la producción desaparece, las partículas cargadas se recombinan gradualmente durante la noche y la densidad decae." Durante el eclipse, esperamos ese proceso en un intervalo mucho más corto ".

Cuanto más denso sea el plasma, más probabilidades tendrán estas señales de chocar contra las partículas cargadas a lo largo de su camino desde el transmisor de señal al receptor. Estas interacciones refractan, o doblan, la trayectoria tomada por las señales. En la noche artificial inducida por el eclipse, los científicos esperan señales más fuertes, ya que la atmósfera y la ionósfera absorberán menos de la energía transmitida.
"Si colocamos un receptor en algún lugar, las mediciones en ese lugar proporcionan información sobre la parte de la ionósfera entre el transmisor y el receptor", dijo Marshall. "Utilizaremos los receptores para monitorear la fase y la amplitud de la señal, cuando la señal se mueve de arriba abajo, eso es producido por cambios en la ionósfera".

 

Usando una gama de diferentes señales electromagnéticas, cada uno de los equipos enviará señales de ida y vuelta por el camino de la totalidad. Mediante el control de cómo se propagan sus señales desde el transmisor al receptor, pueden trazar cambios en la densidad ionosférica. Los equipos también utilizarán estas técnicas para recolectar datos antes y después del eclipse, para que puedan comparar la respuesta de eclipse bien definida con el comportamiento básico de la región, permitiéndoles discernir los efectos relacionados con el eclipse.

 

"Otros han estudiado los eclipses a lo largo de los años, pero ahora con instrumentación más sofisticada, seguimos mejorando nuestra capacidad de medir la ionósfera", concluyó Erickson. "Generalmente encontramos respuestas a preguntas que nunca pensamos hacer."
Para más información sobre el próximo eclipse solar total: https://eclipse2017.nasa.gov

Fuente:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/day-to-night-and-back-again-earth-s-ionosphere-during-the-total-solar-eclipse

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Posted by La Unión de Morelos on sabado, 17 de juniode 2017
Modificado por última vez en Lunes, 21 Agosto 2017 10:57
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