Dos científicos de la Universidad de Alaska Fairbanks han descubierto un nuevo tipo de “silbador”, una onda electromagnética que transporta grandes cantidades de energía eléctrica a la magnetosfera de la Tierra.
La investigación se publica en Science Advances.
Vikas Sonowalkar, profesor emérito, y Amani Reddy, profesor asistente, descubrieron el nuevo tipo de onda. La onda transporta la energía eléctrica, que ingresa a la ionosfera en latitudes bajas, hacia la magnetosfera. La energía se refleja hacia arriba desde el límite inferior de la ionosfera, a una altitud de aproximadamente 55 millas en el hemisferio opuesto.
Anteriormente se pensaba, escriben los autores, que la energía eléctrica que entraba en la ionosfera en latitudes bajas quedaba atrapada en la ionosfera y, por tanto, no llegaba a los cinturones de radiación. Los cinturones son dos capas de partículas cargadas que rodean el planeta y se mantienen en su lugar gracias al campo magnético de la Tierra.
“Nosotros, como sociedad, dependemos de la tecnología espacial”, afirmó Sonowalker. “Los modernos sistemas de comunicación y navegación, los satélites y los astronautas a bordo de las naves espaciales están expuestos a partículas energéticas nocivas procedentes de los cinturones de radiación, que dañan la electrónica y pueden provocar cáncer.
“Una mejor comprensión de los cinturones de radiación y los diferentes tipos de ondas electromagnéticas, incluidas las generadas por rayos terrestres, que los afectan, es esencial para las operaciones humanas en el espacio”, afirmó.
El descubrimiento de Sonowalker y Reddy es un tipo de onda silbante que ellos llaman “silbador especialmente reflejado”. Producción de Whistlersmi Sonido de silbato cuando se reproduce a través del altavoz.
La energía eléctrica que ingresa a la ionosfera en latitudes altas llega a la magnetosfera como un tipo diferente de silbido llamado silbido reflejado magnetosféricamente, que sufre una o más reflexiones dentro de la magnetosfera.
La ionosfera es una capa de la atmósfera superior de la Tierra caracterizada por una alta concentración de iones y electrones libres. Está ionizado por la radiación solar y los rayos cósmicos, lo que lo hace favorable e importante para las comunicaciones por radio porque refleja y modifica las ondas de radio.
La magnetosfera de la Tierra es una región del espacio alrededor del planeta y es creada por el campo magnético de la Tierra. Proporciona una barrera protectora que evita que la mayoría de las partículas del viento solar lleguen a la atmósfera y dañen la vida y la tecnología.
La investigación de Sonowalker y Reddy muestra que ambos tipos de silbidos (específicamente reflejados y magnetosféricamente reflejados) coexisten en la magnetosfera.
En su investigación, los autores utilizaron datos de ondas de plasma de las sondas Van Allen de la NASA, que se lanzaron en 2012 y estuvieron en funcionamiento hasta 2019, y datos de rayos de la Red Mundial de Detección de Rayos.
Desarrollaron un modelo de propagación de ondas que mostraba la duplicación de la energía eléctrica que llega a la magnetosfera, considerando específicamente los silbidos reflejados.
Una revisión de los datos de ondas de plasma de las sondas Van Allen muestra que los silbidos claramente reflejados son un fenómeno magnético común.
La mayoría de los rayos ocurren en latitudes bajas, que son regiones tropicales y subtropicales propensas a desarrollar tormentas eléctricas.
“Esto significa que los silbatos reflejados especularmente probablemente transportan una fracción mayor de energía eléctrica a la magnetosfera que la que transportan los silbatos reflejados magnéticamente”, dijo Sonowalker.
Desde la década de 1950 se han investigado los efectos de las ondas de silbato inducidas por los rayos en la física del cinturón de radiación y su uso en la teledetección de plasmas magnetizados.
