El extraño incidente de Swarm y sprites en la noche

Esta foto de los goblins relámpago de la República Checa fue tomada en agosto de 2017 y era la primera vez que un evento de este tipo dejaba simultáneamente su firma en los datos satelitales. Dos de los satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea registraron perturbaciones en los datos de su campo magnético al pasar sobre Polonia. La distancia entre las pistas terrestres del satélite y el centro de la tormenta fue de unos 500 km. El evento provocó fluctuaciones en el campo magnético estándar con amplitudes de 0,2 nT. Se ha publicado un artículo científico sobre el uso de Swarm para ayudar a proporcionar evidencia de los vínculos entre los eventos luminosos transitorios y las fluctuaciones del campo magnético en la ionosfera superior. Crédito: M.

Todos somos conscientes de los rayos que acompañan a las tormentas severas. Si bien estos destellos se originan en nubes de tormenta y golpean hacia abajo, un tipo más elusivo se forma más alto en la atmósfera y despega hacia el espacio. Entonces, ¿cuáles son las posibilidades de que alguien tome fotografías de estos «eventos iluminados fugaces» que rara vez se ven en el mismo momento exacto en que el satélite en la cima está orbitando directamente arriba con el evento dejando su firma en los datos del satélite?


La posibilidad de esto puede parecer muy remota, pero, sorprendentemente, un observador del Instituto Checo de Física Atmosférica también es ávido.Relámpago El cazador capturó imágenes de estos fugaces eventos iluminados que no solo coinciden con las medidas tomadas por la misión del satélite Swarm de la ESA, sino también con las grabaciones tomadas desde la Tierra.

Esta inusual coincidencia de 3 vías conduce a una mejor comprensión de cómo este tipo de rayo se propaga a través del espacio. Además, estos nuevos hallazgos podrían mejorar los modelos científicos de la ionosfera de la atmósfera superior de la Tierra, la ionosfera.

Los eventos luminosos transitorios son fenómenos ópticos que ocurren y están asociados con la alta atmósfera. Actividad eléctrica En tormentas al acecho. Son muy cortos, duran desde menos de un milisegundo hasta dos segundos y rara vez se ven desde la Tierra. Por lo general, solo se capturan con equipos fotográficos sensibles y, debido a que emiten una luz débil, las fotos solo se pueden capturar de noche.

Se filmaron duendes y jefes en el campo cerca de Niedek en la República Checa. Aunque la misión Swarm de la Agencia Espacial Europea (ESA) no registró este evento en particular, el video muestra cuán rápidos pueden ser estos eventos iluminados fugaces. Sorprendentemente, durante eventos similares, se tomaron fotografías de la Tierra al mismo tiempo que el evento se registró en los datos de la misión de Swarm, lo que llevó a una mejor comprensión de cómo este tipo de rayo se propagaba por el espacio. Crédito: M.

Hay varios tipos diferentes de eventos iluminados transitorios, como sprites, jets y elfos, cada uno con sus propias características.

Los duendes, por ejemplo, son grandes descargas eléctricas que ocurren entre 50 y 90 km de altitud sobre grandes sistemas de tormentas eléctricas. Aparecen como grandes destellos rojos, pero son débiles y generalmente ocurren al mismo tiempo que el rayo de la nube a la Tierra que todos conocemos.

Los científicos han estado interesados ​​durante mucho tiempo en comprender si la propagación de un rayo a un nivel superior en la ionosfera podría causar fluctuaciones en el campo magnético de la Tierra. La ionosfera es una parte muy activa de la atmósfera y responde a la energía que absorbe del sol. Los gases de la ionosfera son estimulados por la radiación solar para formar iones que tienen carga eléctrica.

Un artículo publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica, Describe cómo los científicos de los centros de investigación de Polonia utilizaron los datos del campo magnético de los satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea y observaron los rayos del esquema de rayos geoestacionarios y desde el suelo Matriz de posicionamiento mundial de baja frecuencia (WERA) Proporcionar evidencia de los vínculos entre los eventos luminosos transitorios y las fluctuaciones del campo magnético en la ionosfera superior.

El extraño incidente de Swarm y sprites en la noche

El escuadrón es la primera constelación de satélites de observación de la Tierra de la Agencia Espacial Europea. Los tres satélites idénticos se lanzan juntos en un solo misil. Dos satélites orbitan aproximadamente uno al lado del otro a la misma altitud, inicialmente a unos 460 km y descendiendo a unos 300 km durante la vida útil de la misión. El tercer satélite se encuentra en una órbita superior de 530 km y una inclinación ligeramente diferente. Las órbitas de los satélites se desvían, lo que hace que el satélite superior cruce la trayectoria inferior del satélite en un ángulo de 90 ° en el tercer año de operaciones. Las diferentes órbitas junto con los diferentes instrumentos de los satélites mejoran el muestreo en el espacio y el tiempo, distinguiendo entre los efectos de diferentes fuentes y fuerzas magnéticas. Crédito: ESA / AOES Medialab

«Los rayos pueden generar fluctuaciones de muy baja frecuencia que se filtran en la ionosfera superior. Esto significa que algunos rayos son tan poderosos que perturban el campo magnético de la Tierra y se extienden a cientos de kilómetros de distancia», explicó Ewa Slumenska, de una pequeña empresa que colabora con el Centro Polaco de Investigaciones Espaciales: En la cima de una tormenta eléctrica, golpeando la altitud de la órbita de Swarm.

«Aunque el objetivo principal de Swarm es medir cambios lentos en el campo magnético, está claro que la misión también puede detectar fluctuaciones rápidas en este campo. Sin embargo, Swarm solo puede hacer esto si uno de los satélites está cerca de una tormenta eléctrica». Activo y si el rayo es lo suficientemente fuerte «.

Janusz Melyanarchzek, de la Universidad de Ciencia y Tecnología AGH en Cracovia, agregó: “Usando las tres terminales del sistema WERA, podemos localizar descargas fuertes en la atmósfera que ocurren en cualquier lugar de la Tierra y reconstruir sus características físicas más importantes. Esto es posible porque la atenuación es muy baja para las ondas electromagnéticas de frecuencia Extremadamente baja (ELF) generada por esta descarga.

«Las ondas ELF fuertes pueden propagarse por todo el mundo muchas veces y todavía son visibles en nuestras grabaciones. Estas fuentes poderosas incluyen descargas asociadas con demonios. La energía electrostática acumulada liberada y observada por Swarm fue cercana a los 120 gigajulios, que es equivalente a la energía emitida por la detonación.29 toneladas de TNT.

El extraño incidente de Swarm y sprites en la noche

Se observan duendes y jefes en el campo cerca de Nedek. Aunque la misión Swarm de la Agencia Espacial Europea (ESA) no registró este evento en particular, la foto de Martin Popek muestra lo emocionantes que son estos TLE. Martin capturó por primera vez los TLE el 22 de mayo de 2011 y desde entonces ha observado 3.781 eventos, la mayoría de ellos en 2017. El número promedio de TLE por tormenta activa es de 9,87 y 11,28 por noche observada. Se pueden encontrar más fotos en la página web de Martin. Crédito: M.

«Aunque sabemos que cada rayo lleva una gran cantidad de energía, esta clase de rayo es claramente mucho más poderosa. Un rayo, que es invisible para los dispositivos Swarm, lleva suficiente energía para cargar 20 coches eléctricos, pero la energía generada es … Un evento óptico transitorio será suficiente para cargar más de 800 vehículos «.

Uno de los aspectos interesantes de todo esto es que uno de los miembros del equipo científico, Martin Popek, está emocionado de capturar sprites, jets y elfos en cámara. Sus imágenes resultan de gran valor para la investigación del equipo porque coinciden con las medidas tomadas por Swarm y la matriz terrestre.

El científico de la misión Swarm de la ESA, Roger Hagmans, comentó: «Es asombroso que Martin haya podido capturar eventos tan fugaces con la cámara, pero realmente impresionante es que su dedicación al género de la fotografía coincidió con las mediciones de nuestra misión Swarm. Otra dimensión a buscar ¡y definitivamente estamos cosechando las recompensas de su compromiso de pasar el rato en el frío y en la oscuridad! »


Los rayos y las descargas invisibles producen partículas que limpian la atmósfera.


más información:
Stromek et al., Evidencia experimental de un vínculo entre los rayos y las fluctuaciones del campo magnético en la ionosfera superior que observó Swarm, Cartas de investigación geofísica (2021). DOI: 10.1029 / 2020GL091507

Introducción de
Agencia Espacial Europea

La frase: Recuperado sobre el extraño incidente de Swarm y sprites en la noche (2021, 19 de mayo) el 19 de mayo de 2021 de https://phys.org/news/2021-05-curious-incident-swarm-sprites-night-time. lenguaje de programación

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