Dois cientistas da Universidade do Alasca em Fairbanks descobriram um novo tipo de "assobiador", uma onda eletromagnética que transporta uma quantidade substancial de energia de relâmpago para a magnetosfera da Terra.

A pesquisa foi publicada hoje na Science Advances.

Vikas Sonwalkar, um professor emérito, e Amani Reddy, um professor assistente, descobriram o novo tipo de onda. A onda carrega energia de relâmpago, que entra na ionosfera em baixas latitudes, para a magnetosfera . A energia é refletida para cima pelo limite inferior da ionosfera, a cerca de 55 milhas de altitude, no hemisfério oposto.

Acreditava-se anteriormente, escrevem os autores, que a energia do raio que entrava na ionosfera em baixas latitudes permanecia presa na ionosfera e, portanto, não estava alcançando os cinturões de radiação. Os cinturões são duas camadas de partículas carregadas que circundam o planeta e são mantidas no lugar pelo campo magnético da Terra.

"Nós, como sociedade, somos dependentes da tecnologia espacial ", disse Sonwalkar. "Os modernos sistemas de comunicação e navegação, satélites e espaçonaves com astronautas a bordo encontram partículas energéticas prejudiciais dos cinturões de radiação, que podem danificar eletrônicos e causar câncer."

"Ter uma melhor compreensão dos cinturões de radiação e da variedade de ondas eletromagnéticas, incluindo aquelas originadas em raios terrestres, que os impactam é vital para as operações humanas no espaço", disse ele.

A descoberta de Sonwalkar e Reddy é um tipo de onda de assobio que eles chamam de "assobio especularmente refletido". Os assobios produzem um som de assobio quando tocados por um alto-falante.

A energia dos raios que entram na ionosfera em latitudes mais altas atinge a magnetosfera como um tipo diferente de assobio, chamado de assobio refletido magnetosfericamente, que sofre uma ou mais reflexões dentro da magnetosfera.

A ionosfera é uma camada da atmosfera superior da Terra caracterizada por uma alta concentração de íons e elétrons livres. Ela é ionizada pela radiação solar e raios cósmicos , tornando-a condutora e crucial para a comunicação de rádio porque reflete e modifica as ondas de rádio.

A pesquisa de Sonwalkar e Reddy mostra que ambos os tipos de assobios — assobios refletidos especularmente e assobios refletidos magnetosfericamente — coexistem na magnetosfera.

Em sua pesquisa, os autores usaram dados de ondas de plasma das Sondas Van Allen da NASA, lançadas em 2012 e operadas até 2019, e dados de raios da World Wide Lightning Detection Network.

Eles desenvolveram um modelo de propagação de ondas que, ao considerar assobios refletidos especularmente, mostrou a duplicação da energia do raio que atinge a magnetosfera.

A análise dos dados de ondas de plasma das Sondas Van Allen mostrou que assobios refletidos especularmente são um fenômeno magnetosférico comum.

A maioria dos raios ocorre em baixas latitudes, que são regiões tropicais e subtropicais propensas ao desenvolvimento de tempestades.

"Isso implica que os assobios refletidos especularmente provavelmente transportam uma parte maior da energia dos raios para a magnetosfera em relação àquela transportada pelos assobios refletidos magnetosfericamente", disse Sonwalkar.

O impacto das ondas assobiadoras geradas por raios na física do cinturão de radiação e seu uso no sensoriamento remoto do plasma magnetosférico têm sido pesquisados desde a década de 1950.

Sonwalkar e Reddy estão no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Faculdade de Engenharia e Minas da UAF. Reddy também é afiliado ao Instituto Geofísico da UAF.

A pesquisa de Sonwalkar e Reddy é apoiada por bolsas da National Science Foundation e da NASA EPSCoR, o Programa Estabelecido para Estimular a Pesquisa Competitiva.