Muy por encima de la superficie de la Tierra, finas capas de neblina metálica se desplazan por el borde del espacio. Conocidas como capas E esporádicas, estas «nubes» de gran altitud se forman a partir del polvo vaporizado de meteoritos quemados, y reciben su nombre por la forma impredecible en que aparecen y se disipan. Ahora, los resultados de un largo análisis de los datos que recolectó un cohete sonda de la NASA que voló por una de esas capas E esporádicas revelan que el fenómeno posee una gran e inesperada complejidad

 

Los cohetes sonda son cohetes suborbitales (que no llegan a entrar en órbita a la Tierra) dedicados a la investigación científica. El cohete que efectuó las mediciones analizadas en el nuevo estudio esparció, por el interior de una de esas capas, cinco detectores, que operaron al mismo tiempo desde puntos distintos de la capa E esporádica.

 

El análisis de las observaciones lo ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Aroh Barjatya, de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle de Estados Unidos, y Henry Valentine, de la misma universidad y ahora en el Laboratorio de Investigación Naval de la Marina de Estados Unidos.

 

Aunque invisibles a simple vista, las capas E esporádicas afectan a las señales de radio que utilizamos para la comunicación a larga distancia. Cuando una capa E esporádica está presente, puede desviar esas señales en direcciones inesperadas, entorpeciendo de modo severo su uso temporalmente.

La presencia de capas de E esporádicas en zonas inferiores de la ionosfera hace que las señales de radio se reflejen de vuelta hacia la superficie de la Tierra antes de alcanzar las zonas superiores de la ionosfera. (Imagen: NASA’s Goddard Space Flight Center / Conceptual Image Lab)

Desde hace mucho tiempo, se intenta investigar a fondo estas nubes que interfieren con las ondas de radio, pero hasta hace poco solo se había conseguido analizar pequeñas secciones de su interior.

 

El cohete, denominado Demostración Electrodinámica de Capas E Esporádicas (SpEED Demon, por sus siglas en inglés), lanzado desde el centro de lanzamientos de Wallops de la NASA en Virginia en 2022, hizo posible el primer conjunto de observaciones simultáneas desde diversos puntos del interior de una capa E esporádica.

 

Las capas E esporádicas se forman en la ionosfera, una región de la atmósfera superior que comienza a unos 60 kilómetros de altitud, donde los gases neutros comienzan a transformarse en plasma, o gas ionizado. Algunas de las partículas presentes provienen de meteoritos, que se queman y dejan tras de sí trazas de hierro, magnesio y otros metales. Estos metales se agrupan ocasionalmente formando densas capas similares a nubes (las capas E esporádicas) que reflejan las ondas de radio.

 

Las capas E esporádicas son, en cierto modo, espejos gigantes de ondas de radiofrecuencia en el cielo.

 

Cuando se forma una capa E esporádica, las señales destinadas al espacio pueden rebotar hacia la Tierra. Los controladores de tráfico aéreo y los usuarios de radio marítima pueden captar transmisiones distantes como si estuvieran cerca, y los radares que escanean más allá del horizonte pueden registrar los llamados «fantasmas» o falsos objetivos.

 

Los efectos perjudiciales de las capas E esporádicas también afectan a la tecnología cotidiana. Por ejemplo, pueden provocar errores en el GPS que muchos teléfonos llevan incorporado.

 

Dado que las capas E esporádicas se encuentran a unos 100 kilómetros de altura (demasiado altas para los globos meteorológicos y demasiado bajas para los satélites) y se forman y disipan de forma impredecible, durante mucho tiempo han sido objeto de estudio de cohetes sonda, que pueden lanzarse con muy poco tiempo de preparativos tras detectarlas. Pero un solo cohete sigue una sola trayectoria, por lo que únicamente se obtienen mediciones a lo largo de una línea.

La misión SpEED Demon cambió eso. Fue la primera misión en desplegar detectores eyectables dentro de una capa E esporádica. Una vez dentro, el cohete liberó cuatro de esos detectores que volaron separados unos de otros y del principal, cada uno midiendo el plasma a lo largo de su propia trayectoria y transmitiendo sus mediciones a estaciones terrestres. Gracias a esta estrategia, fue posible muestrear la capa en un total de cinco puntos distintos simultáneamente.

 

Los datos así obtenidos revelaron una sorprendente complejidad dentro de la capa E esporádica. En lugar de una capa lisa y densa de partículas metálicas, la capa que atravesó por diversas zonas SpEED Demon parecía irregular y estructurada, moldeada por vientos turbulentos que se movían a través del aire neutro circundante.

 

El estudio se titula “Simultaneous Multi‐Point In Situ Plasma Density Measurements of a Mid‐Latitude Sporadic E Layer”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Geophysical Research: Space Physics. (Fuente: NCYT de Amazings)