Analiza danych jonosferycznych: gigantyczny X w atmosferze stanowi zagadkę dla naukowców



Naukowcy odkryli gigantyczny X w ziemskiej atmosferze i stanęli w obliczu zagadki. Jak dotąd istnieją tylko przypuszczenia co do pochodzenia litery na niebie. (Zdjęcie na okładce: Obserwacje z misji GOLD NASA pokazują naładowane cząstki w jonosferze tworzące kształt litery X w dniu 7 października 2019 roku. (Kolory wskazują intensywność emitowanego światła ultrafioletowego, przy czym żółty i biały wskazują na najsilniejszą emisję lub najwyższą gęstość jonosfery).

Satelita NASA odkrył fascynujące i nieoczekiwane wzory w ziemskiej jonosferze. Te niezwykłe obserwacje pokazują ogromne kondensacje plazmy w kształcie litery X i mniejsze pęcherzyki plazmy w kształcie litery C tworzące się nad równikiem. Co zaskakujące, struktury te występują nie tylko podczas zaburzeń geomagnetycznych, takich jak burze słoneczne, ale także podczas spokojnych faz. Przyczyna tych zjawisk pozostaje nierozwiązana.

Znaczenie jonosfery

Jonosfera, która zaczyna się na wysokości około 80 kilometrów, odgrywa kluczową rolę jako tarcza ochronna przed promieniowaniem kosmicznym i wspiera globalną telekomunikację.
Dzięki naładowanym cząsteczkom i plazmie w tej warstwie atmosfery fale radiowe są odbijane, umożliwiając komunikację na duże odległości. Jednak warstwa ta nie jest jednorodna; ziemskie pole magnetyczne i wiatr słoneczny powodują gęstsze strefy znane jako Równikowa Anomalia Jonizacyjna (EIA).

Gigantyczny "chromosom X" w kosmosie

Fazlul Laskar i jego zespół z University of Colorado odkryli niezwykłą deformację tych pasm EIA podczas analizy danych z satelity NASA Global-scale Observations of the Limb and Disk (GOLD).
Ten geostacjonarny satelita monitoruje jonosferę za pomocą spektrografów UV w celu badania skutków burz słonecznych. "To nieoczekiwana struktura dla geomagnetycznie spokojnych warunków" - wyjaśnia Laskar. Zespół odkrył ogromny wzór X, który połączył dwa równoległe pasma EIA w chromosom X i rozciągał się przez połowę Ziemi.

Stabilność struktury

Dalsze badania wykazały, że deformacje te występują nie tylko podczas zaburzeń geomagnetycznych, ale także podczas spokojnych faz. Zazwyczaj te wzory X pojawiają się krótko po zachodzie słońca i pozostają nieruchome przez około dwie godziny, nie poruszając się zauważalnie. "Wydaje się, że EIA-X pozostaje stabilny przez długi czas", donoszą naukowcy.

Badanie przyczyn

Powstawanie tej struktury X wciąż pozostaje tajemnicą. Poprzednie deformacje pasm EIA były głównie spowodowane ekstremalnymi zdarzeniami geomagnetycznymi, takimi jak burze słoneczne lub fale ciśnienia erupcji Tonga w styczniu 2022 roku. Jednak Laskar i jego zespół podejrzewają inne wpływy: "Nasze badania pokazują, że nie są to jedyne procesy, które mogą deformować pasma EIA". Symulacje z wykorzystaniem modelu klimatu atmosferycznego WACCM-X wskazują na zakłócenia w polu elektrycznym jonosfery jako możliwą przyczynę. Istotnym czynnikiem wydaje się być wyraźny przepływ naładowanych cząstek w dół pomiędzy dwiema dodatnio naładowanymi strefami. "Podejrzewamy, że fale o dużej skali w dolnej atmosferze, takie jak fale pływowe i fale planetarne, odgrywają wiodącą rolę" - mówią Laskar i współpracownicy.

Niewyjaśnione bąbelki w kształcie litery C

Oprócz wzoru X, naukowcy odkryli inny niezwykły wzór plazmy: bąbelki plazmy w kształcie litery C, które występują parami. Te lustrzane odbicia są oddalone od siebie o około 640 kilometrów.
"Fakt, że dwa przeciwnie ukształtowane bąbelki jonosferyczne znajdują się tak blisko siebie, nigdy wcześniej nie został zaobserwowany" - mówi Deepak Karan z University of Colorado. Tajemnicą pozostaje również sposób powstawania tych bąbelków.


Obrazy z misji GOLD NASA pokazują pęcherzyki plazmy w kształcie litery C i odwróconej litery C, które pojawiły się blisko siebie w jonosferze 12 października 2020 r. i 26 grudnia 2021 r.

Złożoność ziemskiej atmosfery

"Fakt, że znajdujemy blisko siebie bąbelki o różnych kształtach, mówi nam, że dynamika ziemskiej atmosfery jest oczywiście jeszcze bardziej złożona, niż się spodziewaliśmy" - komentuje Jeffrey Klenzing z Goddard Space Flight Center NASA. Odkrycia te podkreślają potrzebę dalszych badań w celu lepszego zrozumienia złożonych procesów zachodzących w jonosferze. Dzięki nowym odkryciom z satelity GOLD naukowcy kontynuują swoje wysiłki w celu rozwikłania tajemnic naszej atmosfery. Badania te mogą nie tylko poprawić nasze zrozumienie jonosfery, ale także mieć praktyczne zastosowanie w telekomunikacji i technologii satelitarnej.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl