I brillamenti solari che fuoriescono dal sole e i temporali generati sulla Terra hanno un impatto sulla ionosfera del pianeta in modi diversi, che hanno implicazioni per la capacità di condurre comunicazioni a lungo raggio.

Un team di ricercatori che lavorano con i dati raccolti dall'Incoherent Scatter Radar (ISR) presso l'Osservatorio di Arecibo, satelliti, e i rilevatori di fulmini a Porto Rico hanno esaminato per la prima volta gli impatti simultanei di temporali e brillamenti solari sulla regione ionosferica D (spesso indicata come il confine dello spazio).

Nella prima analisi del suo genere, il team ha determinato che i brillamenti solari e i fulmini dei temporali innescano cambiamenti unici in quel bordo dello spazio, che viene utilizzato per le comunicazioni a lungo raggio come il GPS che si trova nei veicoli e negli aeroplani.

Il lavoro, guidato dal professore assistente di fisica del New Mexico Tech Caitano L. da Silva è stato pubblicato di recente sulla rivista Rapporti scientifici , una rivista del Nature Publishing Group.

"Sono risultati davvero entusiasmanti, " dice da Silva. "Una delle cose chiave che abbiamo mostrato nel documento è che le firme guidate dai fulmini e dai brillamenti solari sono completamente diverse. Il primo tende a creare deplezioni di densità elettronica, mentre il secondo potenziamento (o ionizzazione)."

Mentre il radar AO utilizzato nello studio non è più disponibile a causa del crollo del telescopio di AO nel dicembre del 2020, gli scienziati ritengono che i dati raccolti e altri dati storici di AO saranno fondamentali per far avanzare questo lavoro.

"Questo studio aiuta a sottolineare che, per comprendere appieno l'accoppiamento delle regioni atmosferiche, l'apporto energetico dal basso (dai temporali) nella ionosfera inferiore deve essere adeguatamente considerato, " dice da Silva. "La ricchezza di dati raccolti da AO nel corso degli anni sarà uno strumento di trasformazione per quantificare gli effetti dei fulmini nella bassa ionosfera".

Una migliore comprensione dell'impatto sulla ionosfera terrestre aiuterà a migliorare le comunicazioni.

da Silva ha lavorato con un team di ricercatori presso l'Osservatorio di Arecibo (AO) a Porto Rico, una struttura della National Science Foundation gestita dall'Università della Florida centrale nell'ambito di un accordo di cooperazione. I coautori sono Pedrina Terra, Senior Scientist dell'AO, Assistente del direttore delle operazioni scientifiche Christiano G. M. Brum e Sophia D. Salazar, una studentessa dell'NMT che ha trascorso l'estate del 2019 presso l'AO come parte dell'esperienza universitaria di ricerca supportata dall'NSF. Salazar ha completato l'analisi iniziale dei dati come parte del suo tirocinio con la supervisione degli scienziati senior.

"L'Osservatorio REU di Arecibo è senza dubbio una delle migliori esperienze che ho avuto finora, ", afferma il 21enne. "Il supporto e l'incoraggiamento forniti dallo staff dell'AO e dagli studenti della REU hanno reso l'esperienza della ricerca tutto ciò che era. C'erano molte opportunità di fare rete con scienziati di AO provenienti da tutto il mondo, molti dei quali probabilmente non li avrei mai incontrati senza l'AO REU."

Terra e Brum di AO hanno lavorato con Salazar prendendo la sua analisi iniziale dei dati, perfezionandolo e fornendo interpretazione per lo studio.

"La dedizione di Sophie e la sua capacità di risolvere i problemi hanno attirato la nostra attenzione fin dal primo giorno del programma REU, " Dice Brum. "I suoi sforzi nello sviluppo di questo progetto hanno portato alla pubblicazione in una delle riviste più prestigiose nel nostro campo".

"Un altro risultato notevole di questo lavoro è che per la prima volta, viene presentata una mappatura dell'occorrenza spaziale e stagionale del fulmine nella regione dell'arcipelago di Porto Rico, " Dice Brum. "Intrigante è stato anche il rilevamento di un hotspot di attività di illuminazione concentrato nella parte occidentale della catena montuosa La Cordillera Central di Porto Rico".