Há caos no céu noturno cerca de 60 a 600 milhas acima da superfície da Terra. Chamado de ionosfera, esta camada da atmosfera terrestre é atingida pela radiação solar que quebra as ligações dos íons. Elétrons livres e íons pesados ​​são deixados para trás, constantemente colidindo.

Esta dança foi previamente medida através de um método chamado radar de dispersão incoerente no hemisfério norte, onde os pesquisadores emitem ondas de rádio para a ionosfera. Os elétrons na atmosfera espalham as ondas de rádio "incoerentemente". A forma como eles se espalham informa aos pesquisadores sobre as partículas que povoam a camada.

Agora, pesquisadores usaram radar na Antártica para fazer as primeiras medições da região antártica. Eles publicaram seus resultados preliminares em 17 de setembro, 2019, no Journal of Atmospheric and Oceanic Technology .

"O radar de dispersão incoerente é atualmente a ferramenta mais poderosa disponível para investigar a ionosfera porque cobre uma ampla faixa altitudinal e observa parâmetros ionosféricos essenciais, como densidade de elétrons, velocidade do íon, temperaturas de íons e elétrons, bem como composições de íons, "disse Taishi Hashimoto, professor assistente do Instituto Nacional de Pesquisa Polar do Japão. Embora esses radares sejam poderosos, eles também são raros devido ao seu tamanho e demanda de energia.

Usando o programa do radar Antártico Syowa Mesosfera-Estratosfera-Troposfera / Dispersão Incoerente (PANSY), o maior e melhor radar atmosférico da Antártica, pesquisadores realizaram as primeiras observações incoerentes de radar de dispersão no hemisfério sul em 2015. Eles também fizeram a primeira observação de 24 horas em 2017. Ao analisar essas observações, Hashimoto e a equipe esperavam ver diferenças significativas entre as medidas do sul e as do norte, já que a baixa atmosfera da Terra tem uma forte assimetria entre os hemisférios.

"Claramente, observações no hemisfério sul são cruciais para revelar características globais da atmosfera e da ionosfera, "Hashimoto disse.

Não é tão simples quanto fazer as medições, Contudo. Considere o radar como uma pedra que saltou sobre a superfície de um lago. Os pesquisadores querem aprender como a pedra verticalmente desloca a água conforme ela salta e finalmente afunda. Eles não estão interessados ​​nas ondulações concêntricas criadas em cada salto, mas são tão semelhantes que é difícil discernir quais medidas são necessárias.

Essas ondulações são conhecidas como irregularidades alinhadas ao campo, e a equipe de Hashimoto aplicou um programa de computador que pode reconhecer os diferentes sinais e suprimir as irregularidades que poderiam obscurecer os dados.

"Nosso próximo passo será a observação simultânea de dispersão incoerente da ionosfera e irregularidades alinhadas ao campo, uma vez que a supressão e extração estão usando o mesmo princípio de diferentes aspectos, "Hashimoto disse." Também estamos planejando aplicar a mesma técnica para obter outros tipos de parâmetros de plasma, como a velocidade de transmissão e a temperatura do íon, levando a uma melhor compreensão das auroras. "