Nova pesquisa usando dados das observações em escala global do membro e do disco da NASA, ou OURO, missão, revelou um comportamento inesperado nas faixas de partículas carregadas que formam a faixa do equador da Terra - feito possivelmente pela visão global de longo prazo do OURO, o primeiro de seu tipo para este tipo de medição.

GOLD está em órbita geoestacionária, o que significa que ele orbita ao redor da Terra no mesmo ritmo que o planeta gira e "paira" sobre o mesmo ponto acima. Isso permite que o GOLD observe as mudanças na mesma área ao longo do tempo em longitude e latitude, algo que a maioria dos satélites que estudam a atmosfera superior não pode fazer.

"Como o GOLD está em um satélite geoestacionário, podemos capturar a evolução temporal 2D dessas dinâmicas, "disse o Dr. Xuguang Cai, um pesquisador do High Altitude Observatory em Boulder, Colorado, e autor principal em um novo artigo de pesquisa.

OURO concentra-se em partes da atmosfera superior da Terra que se estendem de cerca de 50 a 400 milhas de altitude, incluindo uma camada neutra chamada termosfera e as partículas eletricamente carregadas que compõem a ionosfera. Ao contrário das partículas neutras na maior parte da atmosfera da Terra, as partículas carregadas da ionosfera respondem aos campos elétricos e magnéticos que percorrem a atmosfera e o espaço próximo à Terra. Mas porque as partículas carregadas e neutras são misturadas, algo que influencia uma população também pode impactar a outra.

Isso significa que a ionosfera e a alta atmosfera são formadas por uma série de fatores complexos, incluindo condições climáticas espaciais, como tempestades geomagnéticas, impulsionado pelo Sol - e pelo clima terrestre. Essas regiões também funcionam como uma rodovia para muitos de nossos sinais de comunicação e navegação. Mudanças na densidade e composição da ionosfera podem confundir os sinais que passam, como rádio e GPS.

Do seu ponto de vista em um satélite de comunicações comerciais em órbita geoestacionária, O GOLD faz observações de todo o hemisfério da ionosfera a cada 30 minutos. Esta visão panorâmica sem precedentes está dando aos cientistas novos insights sobre como essa região muda.

Movimento misterioso

Uma das características mais distintas da ionosfera noturna são bandas gêmeas de partículas densas carregadas em ambos os lados do equador magnético da Terra. Essas bandas, chamadas de Anomalia de Ionização Equatorial, ou EIA - pode mudar de tamanho, forma, e intensidade, dependendo das condições na ionosfera.

As bandas também podem mover a posição. Até agora, cientistas têm contado com dados capturados por satélites que passam pela região, calcular a média das medições ao longo de meses para ver como as bandas podem estar mudando a longo prazo. Mas as mudanças de curto prazo eram mais difíceis de rastrear.

Antes do OURO, os cientistas suspeitavam que qualquer mudança rápida que acontecesse nas bandas seria simétrica. Se a banda do norte se mover para o norte, a banda sul faz um movimento espelho para o sul. Uma noite em novembro de 2018, no entanto, GOLD viu algo que desafiou essa ideia:a banda sul de partículas derivou para o sul, enquanto a banda do norte permaneceu estável - tudo em menos de duas horas.

Esta não é a primeira vez que cientistas viram as bandas se moverem assim, mas este evento mais curto - apenas cerca de duas horas, em comparação com um período mais comum de seis a oito horas visto antes - foi visto pela primeira vez, e só poderia ter sido observado por OURO. As observações são descritas em um artigo publicado em 29 de dezembro, 2020, no Journal of Geophysical Research:Space Physics .

A deriva simétrica dessas bandas é causada pela elevação do ar que arrasta partículas carregadas junto com ele. Conforme a noite cai e as temperaturas esfriam, bolsões mais quentes de ar sobem. As partículas carregadas transportadas dentro dessas bolsas de ar mais quentes são ligadas por linhas de campo magnético, e para aqueles bolsões próximos ao equador magnético da Terra, a forma do campo magnético da Terra significa que o movimento para cima também empurra as partículas carregadas horizontalmente. Isso cria a deriva simétrica para o norte e para o sul das duas bandas de partículas carregadas.

A causa exata da deriva assimétrica observada por GOLD ainda é um mistério - embora Cai suspeite que a resposta esteja em alguma combinação dos muitos fatores que moldam o movimento dos elétrons na ionosfera:reações químicas contínuas, campos elétricos, e ventos de grande altitude que sopram na região.

Embora surpreendente, essas descobertas podem ajudar os cientistas a espiar por trás da cortina da ionosfera e entender melhor o que impulsiona suas mudanças. Porque é impossível observar todos os processos com um satélite ou sensor terrestre, os cientistas dependem fortemente de modelos de computador para estudar a ionosfera, muito parecido com os modelos que ajudam os meteorologistas a prever o tempo no solo. Para criar essas simulações, os cientistas codificam o que suspeitam ser a física subjacente em ação e comparam a previsão do modelo com os dados observados.

Antes do OURO, os cientistas obtinham esses dados de satélites ocasionais que passavam e de observações limitadas em solo. Agora, O OURO oferece aos cientistas uma visão panorâmica.