Nuova ricerca con dati da NASALa missione Global Extremity and Disc Observation, o GOLD, ha rivelato un comportamento inaspettato nello spazio delle particelle cariche che collegano l’equatore terrestre, forse grazie alla visione globale a lungo raggio di GOLD, la prima del suo genere. Misura.
L’oro si trova in un’orbita geostazionaria, il che significa che orbita intorno alla Terra alla stessa velocità del pianeta e che “galleggia” nello stesso posto. Ciò consente a GOLD di vedere la stessa regione di cambiamenti nel tempo attraverso la longitudine e la latitudine, cosa che la maggior parte dei satelliti che studiano l’atmosfera superiore non può.
“Poiché GOLD si trova su un satellite geostazionario, possiamo catturare l’evoluzione 2D di queste dinamiche nel tempo”, ha affermato il dott. Xuguang Cai, ricercatore presso l’Osservatorio di alta quota a Boulder, in Colorado, e autore principale di un nuovo documento di ricerca. ricerca.
GOLD prende di mira parti dell’alta atmosfera terrestre che si estendono tra 50 e 400 miglia di altitudine, compreso uno strato neutro chiamato termosfera e le particelle elettricamente cariche che compongono la ionosfera. A differenza delle particelle neutre nella maggior parte dell’atmosfera terrestre, le particelle cariche nella ionosfera interagiscono con i campi elettrici e magnetici che passano attraverso l’atmosfera alla vicina Terra. Ma poiché le particelle cariche e neutre sono mescolate insieme, qualcosa che colpisce un gruppo può influenzare un’altra società.
La missione GOLD della NASA – abbreviazione di Observations on the Global End and Disc Scale – ha visto un improvviso movimento asimmetrico in una delle doppie cinture di particelle cariche che si formano durante la notte nell’atmosfera terrestre. La prospettiva unica di GOLD (a destra) ha reso possibile questa osservazione, perché altri tipi di misurazioni strumentali a terra (a sinistra) non possono vedere i cambiamenti in mare aperto. I punti rossi mostrano il picco della banda elettronica misurato dai sensori della Terra che misurano il contenuto totale di elettroni, mentre i punti neri mostrano il picco della banda elettronica misurato da GOLD. Al termine della visualizzazione, i picchi misurati appaiono in punti diversi. Credito: NASA Science Visualization Studio
Ciò significa che la ionosfera e l’alta atmosfera sono costituite da un complesso di fattori, comprese le condizioni meteorologiche nello spazio, come le tempeste geomagnetiche alimentate dal sole, e la meteorologia terrestre. Queste aree fungono anche da autostrade per molti dei nostri segnali di comunicazione e navigazione. I cambiamenti nella densità e nella composizione della ionosfera possono distorcere i segnali che la attraversano, come radio e GPS.
Dal suo punto di vista su un satellite per comunicazioni commerciali in orbita geostazionaria, GOLD effettua osservazioni emisferiche della ionosfera ogni 30 minuti circa. Questa visione senza precedenti fornisce agli scienziati nuove informazioni sullo sviluppo di questa regione.
movimento misterioso
Una delle caratteristiche più distintive della ionosfera notturna sono le doppie bande di particelle densamente cariche che attraversano l’equatore magnetico terrestre. Queste bande, chiamate anomalie di ionizzazione equatoriale o EIA, possono cambiare dimensione, forma e intensità a seconda delle condizioni nella ionosfera.
Le bande possono anche spostare le loro posizioni. Finora, gli scienziati si sono basati sui dati acquisiti dai satelliti che attraversano la regione, misurando le medie nei mesi per vedere come l’intervallo potrebbe cambiare a lungo termine. Ma è difficile tenere traccia dei cambiamenti a breve termine.
Prima di GOLD, gli scienziati sospettavano che i rapidi cambiamenti di portata sarebbero stati simmetrici. Quando la fascia settentrionale si sposta a nord, la fascia meridionale si inverte a sud. Una notte di novembre 2018, GOLD ha visto qualcosa che ha messo in discussione questa idea: la banda meridionale di particelle si è spostata a sud, mentre la banda settentrionale è rimasta stabile, il tutto in meno di due ore.
La forma del campo magnetico terrestre (indicato dalle linee arancioni in questa visualizzazione dei dati) vicino all’equatore allontana le particelle cariche (blu) dall’equatore, creando due bande dense a nord ea sud dell’equatore note come anomalia ionica equatoriale. Credito: NASA Science Visualization Studio
Questa non è la prima volta che gli scienziati hanno visto le squadre muoversi in questo modo, ma questo evento più breve – solo circa due ore, rispetto alle tipiche sei-otto ore viste in precedenza – è stato visto per la prima volta. Può essere osservato solo da OR. Le note sono state inserite in un articolo pubblicato il 29 dicembre 2020 all’indirizzo: Giornale di ricerca geofisica: Ruimtefysica.
La ragione della deflessione simmetrica di questi pneumatici è l’altezza dell’aria che trasporta le particelle cariche. Quando cala la notte e le temperature scendono, compaiono sacche di aria più calda. Le particelle cariche trasportate in sacche di aria più calda sono collegate da linee di campo magnetico, e per le sacche vicino all’equatore magnetico terrestre, la forma del campo magnetico terrestre significa che il movimento verso l’alto spinge anche le particelle cariche orizzontalmente. . Questo crea una deriva simmetrica nord-sud delle due bande di particelle cariche.
La causa esatta dell’aberrazione asimmetrica che GOLD ha visto rimane un mistero, sebbene Cai sospetti che la risposta risieda in una combinazione dei molti fattori che determinano il movimento degli elettroni nella ionosfera: reazioni chimiche in corso, campi elettrici e venti sul pianeta. altitudine nella zona.
Sorprendentemente, tuttavia, questi risultati potrebbero aiutare gli scienziati a guardare dietro il velo della ionosfera e a comprendere meglio le ragioni dei cambiamenti. Poiché non tutti i processi possono essere seguiti con un sensore satellitare o terrestre, gli scienziati si affidano molto a modelli informatici per studiare la ionosfera, come quelli che consentono ai meteorologi di prevedere il tempo. Per terra. Per creare questa simulazione, gli scienziati codificano ciò su cui sospettano stia lavorando la fisica sottostante e confrontano la previsione del modello con i dati osservati.
Prima di GOLD, gli scienziati ottenevano questi dati da satelliti in transito occasionali e da osservazioni limitate sulla Terra. Ora GOLD offre agli scienziati il quadro completo.
Riferimento: “Observing Radiation Enhancement After Sunset OI 135.6 nm Over South America by the Gold Expedition” contiene Xuguang Cai, Alan G. Burns, Wenbin Wang, Liying Qian, Jing Liu, Stanley C. Solomon, Richard W. Eastes, Robert Daniel, Carlos R. Martins, William E. McClintock e Inez S. Batista, 29 dicembre 202, ieri a Shekbar. Giornale di ricerca geofisica: Ruimtefysica.
doi: 10.1029/ 2020JA028108