Mappa degli eventi Equatorial Plasma Bubble (EPB) in tutta la Terra. La maggior parte delle bolle si verifica sull'Atlantico in una regione chiamata "Anomalia dell'Atlantico meridionale". Qui particelle ad alta energia e raggi gamma penetrano in profondità nella nostra atmosfera e influenzano la creazione di bolle. Credito:Sachin Reddy/University College London/Mullard Space Science Laboratory
I cambiamenti nella densità atmosferica dopo il tramonto possono causare la formazione di sacche calde di gas chiamate "bolle di plasma" sull'equatore terrestre, con conseguenti interruzioni della comunicazione tra i satelliti e la Terra. I nuovi modelli di intelligenza artificiale stanno ora aiutando gli scienziati a prevedere eventi di bolle di plasma e creare una previsione. Il lavoro è stato presentato questa settimana al National Astronomy Meeting (NAM 2022) da Sachin Reddy, un Ph.D. studente all'University College di Londra.
Poco dopo il tramonto, nell'alta atmosfera si formano sacche di gas surriscaldato chiamate "bolle di plasma" che si estendono nello spazio (fino a 900 km sopra la superficie terrestre). Queste bolle iniziano piccole e crescono rapidamente, dalle dimensioni di un campo da calcio a quelle di un piccolo paese in un paio d'ore. Man mano che le bolle diventano più grandi, possono impedire ai satelliti di comunicare con la Terra bloccando e deformando i loro segnali radio.
Per prevedere le bolle di plasma, un team di ricercatori ha raccolto 8 anni di dati dalla missione satellitare SWARM. Il veicolo spaziale ha un rilevatore di bolle automatico a bordo chiamato Ionospheric Bubble Index. Questo confronta i cambiamenti nella densità degli elettroni e l'intensità del campo magnetico per verificare se sono presenti bolle:una forte correlazione tra i due indica la presenza di una bolla di plasma.
Il satellite vola a un'altitudine di 460 km (circa 30 volte più alta di un aereo commerciale) nel mezzo della maggior parte delle bolle di plasma. Il modello combina la raccolta di dati da SWARM con un approccio di apprendimento automatico per fare previsioni sulla probabilità che si verifichi un evento di bolla di plasma in qualsiasi momento.
Luna crescente che sorge sopra la cuspide dell'atmosfera terrestre. Credito:NASA
I risultati mostrano che il numero di eventi di bolle di plasma varia da stagione a stagione, proprio come il tempo, e che il numero di eventi aumenta con l'attività solare. Nonostante ciò, il modello ritiene che la posizione sia un elemento molto più cruciale nella previsione delle bolle di plasma rispetto al periodo dell'anno, con la maggior parte degli eventi che si verificano in una regione dell'Atlantico chiamata Anomalia dell'Atlantico meridionale. Il modello AI prevede eventi con una precisione del 91% in diversi test.
Reddy afferma che "proprio come le previsioni del tempo sulla Terra, dobbiamo essere in grado di prevedere le bolle per prevenire gravi interruzioni dei servizi satellitari. Il nostro obiettivo è poter dire qualcosa del tipo:'Domani alle 20 c'è una probabilità del 30% di una bolla che appare sul Corno d'Africa.' Questo tipo di informazioni è estremamente utile per gli operatori di veicoli spaziali e per le persone che dipendono ogni giorno dai dati satellitari, proprio come me e te". + Esplora ulteriormente
