As erupções solares jorrando do sol e as tempestades geradas na Terra impactam a ionosfera do planeta de maneiras diferentes, que têm implicações na capacidade de conduzir comunicações de longo alcance.

Uma equipe de pesquisadores trabalhando com dados coletados pelo Incoherent Scatter Radar (ISR) no Observatório de Arecibo, satélites, e os detectores de relâmpagos em Porto Rico examinaram pela primeira vez os impactos simultâneos de tempestades e explosões solares na região D ionosférica (freqüentemente chamada de borda do espaço).

Na primeira análise desse tipo, a equipe determinou que explosões solares e relâmpagos de tempestades provocam mudanças únicas nessa borda do espaço, que é usado para comunicações de longo alcance, como o GPS encontrado em veículos e aviões.

O trabalho, liderado pelo professor assistente de física da New Mexico Tech, Caitano L. da Silva, foi publicado recentemente na revista Relatórios Científicos , um jornal do Nature Publishing Group.

"São resultados realmente empolgantes, "diz da Silva." Uma das coisas principais que mostramos no jornal é que as assinaturas geradas por raios e explosões solares são completamente diferentes. O primeiro tende a criar depleções de densidade de elétrons, enquanto a segunda melhora (ou ionização). "

Embora o radar AO usado no estudo não esteja mais disponível devido ao colapso do telescópio AO em dezembro de 2020, os cientistas acreditam que os dados que coletaram e outros dados históricos da AO serão fundamentais para o avanço deste trabalho.

"Este estudo ajuda a enfatizar que, a fim de compreender totalmente o acoplamento das regiões atmosféricas, entrada de energia de baixo (de tempestades) para a ionosfera inferior precisa ser devidamente contabilizada, "da Silva diz." A riqueza de dados coletados na AO ao longo dos anos será uma ferramenta transformadora para quantificar os efeitos dos raios na ionosfera inferior. "

Uma melhor compreensão do impacto na ionosfera da Terra ajudará a melhorar as comunicações.

da Silva trabalhou com uma equipe de pesquisadores no Observatório de Arecibo (AO) em Porto Rico, uma instalação da National Science Foundation administrada pela University of Central Florida sob um acordo cooperativo. Os co-autores são Pedrina Terra, cientista sênior da AO, Diretor Assistente de Operações Científicas Christiano G. M. Brum e Sophia D. Salazar, uma estudante da NMT que passou o verão de 2019 na AO como parte da Experiência de Graduação em Pesquisa com apoio da NSF. Salazar concluiu a análise inicial dos dados como parte de seu estágio com a supervisão de cientistas seniores.

"O Observatório de Arecibo REU é sem dúvida uma das melhores experiências que tive até agora, "diz o jovem de 21 anos." O apoio e o incentivo fornecidos pelos funcionários da AO e alunos da REU tornaram a experiência de pesquisa tudo o que era. Houve muitas oportunidades de interagir com cientistas da AO de todo o mundo, muitos dos quais provavelmente nunca teria conhecido sem o AO REU. "

Terra e Brum da AO trabalharam com Salazar fazendo sua análise de dados inicial, refinando-o e fornecendo interpretação para o estudo.

“A dedicação de Sophia e sua capacidade de resolver problemas chamaram nossa atenção desde o primeiro dia do programa REU, "Brum diz." Seus esforços no desenvolvimento deste projeto resultaram na publicação em uma das revistas de maior prestígio em nosso campo. "

“Outro resultado notável deste trabalho é que, pela primeira vez, é apresentado um mapeamento da ocorrência espacial e sazonal de queda de raios sobre a região do arquipélago de Porto Rico, "Brum diz." Intrigante também foi a detecção de um hotspot de atividade de iluminação concentrado na parte oeste da cordilheira La Cordillera Central de Porto Rico. "