Un estudio publicado el 2 de septiembre reveló que las capas E esporádicas, formadas en la ionosfera a partir de polvo de meteoros, presentan una estructura irregular y turbulenta en lugar de ser láminas planas y uniformes.
La Administración Nacional del Espacio y la Aeronáutica (NASA, por sus siglas en inglés) publicó el 2 de septiembre un comunicado en el que informó los resultados de una investigación sobre las capas E esporádicas (Es), formaciones que se originan a unos 100 kilómetros de altitud en la ionosfera a partir del polvo vaporizado de meteoros quemados.
Según la NASA, estas capas están compuestas por restos de hierro, magnesio y otros metales que se agrupan en densas láminas capaces de hacer rebotar las ondas de radiofrecuencia.
El estudio se basó en el lanzamiento del cohete sonda SpEED Demon (Sporadic E Electrodynamics Demonstration) desde las instalaciones de vuelo de Wallops de la NASA en Virginia el 24 de agosto de 2022. El cohete transportó cinco detectores a través de una de estas capas de forma simultánea, lo que representó la primera visión desde múltiples puntos de vista dentro de una capa E esporádica, según informó la agencia.
Los resultados, según el comunicado, contradicen la teoría clásica de que estas nubes eran láminas planas y uniformes. En su lugar, el equipo descubrió una estructura irregular y turbulenta, moldeada por los vientos de la atmósfera neutra.
“Las capas E esporádicas son, en cierto sentido, espejos gigantes de ondas de radiofrecuencia en el cielo”, afirmó Aroh Barjatya, investigador principal de la misión y profesor de física de la ingeniería en Embry-Riddle en Daytona Beach, Florida.
Henry Valentine, autor principal del estudio, quien realizó el trabajo en Embry-Riddle y ahora es investigador en el Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU., sostuvo: “Muchas veces se piensa en la onda E esporádica como una única capa de densidad bien definida, pero lo que observamos en nuestro caso es que interactúa con el viento neutro y estas turbulencias atmosféricas en espiral. En lugar de una superficie plana, se parece más a un rollo de canela”.
Durante el descenso del cohete, la capa se dividió en dos picos de densidad diferenciados. Los científicos asociaron esta forma con la modulación provocada por la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, que genera patrones de olas rompientes en nubes comunes. No obstante, aclararon que se trata de una explicación plausible y no confirmada, debido a que el vuelo no midió directamente los vientos ni los campos eléctricos locales.
El cohete liberó cuatro dropsondes (sondas eyectables) que se alejaron de la carga útil principal y entre sí. Cada una midió el plasma a lo largo de su propia trayectoria y transmitió sus mediciones a estaciones terrestres. Junto con la carga útil principal, las sondas muestrearon la capa en un total de cinco puntos simultáneamente.
Los investigadores identificaron un patrón de estacionalidad y confirmaron que estas nubes alcanzan su máxima frecuencia durante el verano local.
“La comunidad científica en su conjunto se encuentra ahora en los tramos finales para comprender por completo estos gigantescos espejos de radio en el cielo”, concluyó Barjatya.
Respecto a los efectos en las comunicaciones, los científicos especificaron que, cuando se forma una capa E esporádica, las señales destinadas al espacio pueden rebotar hacia la Tierra e impactar en la comunicación local. 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.
“La principal fuente de error en el GPS de tu teléfono, por ejemplo, proviene del plasma en la ionosfera, y las capas E esporádicas pueden contribuir a esta incertidumbre”, detalló Valentine.