Zonnevlammen die uit de zon schieten en onweersbuien die op aarde worden gegenereerd, beïnvloeden de ionosfeer van de planeet op verschillende manieren, die gevolgen hebben voor het vermogen om langeafstandscommunicatie uit te voeren.

Een team van onderzoekers die werken met gegevens die zijn verzameld door de Incoherent Scatter Radar (ISR) van het Arecibo-observatorium, satellieten, en bliksemdetectoren in Puerto Rico hebben voor het eerst de gelijktijdige effecten van onweersbuien en zonnevlammen op het ionosferische D-gebied (vaak de rand van de ruimte genoemd) onderzocht.

In de eerste in zijn soort analyse, het team heeft vastgesteld dat zonnevlammen en bliksem door onweersbuien unieke veranderingen aan die rand van de ruimte veroorzaken, die wordt gebruikt voor langeafstandscommunicatie, zoals de GPS die wordt aangetroffen in voertuigen en vliegtuigen.

Het werk, onder leiding van New Mexico Tech assistent-professor natuurkunde Caitano L. da Silva werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , een tijdschrift van de Nature Publishing Group.

"Dit zijn echt spannende resultaten, ", zegt da Silva. "Een van de belangrijkste dingen die we in de krant hebben laten zien, is dat door bliksem en zonnevlammen aangedreven handtekeningen totaal verschillend zijn. De eerste heeft de neiging om uitputting van de elektronendichtheid te creëren, terwijl de tweede verbeteringen (of ionisatie)."

Hoewel de AO-radar die in het onderzoek is gebruikt niet langer beschikbaar is vanwege de ineenstorting van AO's telescoop in december 2020, wetenschappers geloven dat de gegevens die ze hebben verzameld en andere historische gegevens van AO een grote rol zullen spelen bij het bevorderen van dit werk.

"Deze studie helpt benadrukken dat, om de koppeling van atmosferische regio's volledig te begrijpen, energie-input van onderaf (van onweersbuien) naar de lagere ionosfeer moet goed worden verantwoord, Da Silva zegt. "De schat aan gegevens die in de loop der jaren bij AO zijn verzameld, zal een transformerend hulpmiddel zijn om de effecten van bliksem in de lagere ionosfeer te kwantificeren."

Een beter begrip van de impact op de ionosfeer van de aarde zal de communicatie helpen verbeteren.

da Silva werkte met een team van onderzoekers aan het Arecibo Observatorium (AO) in Puerto Rico, een faciliteit van de National Science Foundation beheerd door de University of Central Florida in het kader van een samenwerkingsovereenkomst. De co-auteurs zijn AO Senior Scientist Pedrina Terra, Assistent-directeur van Science Operations Christiano G. M. Brum en Sophia D. Salazar, student aan NMT, die haar zomer 2019 op de AO doorbracht als onderdeel van de NSF-ondersteunde Research Undergraduate Experience. Salazar voltooide de eerste analyse van de gegevens als onderdeel van haar stage onder supervisie van de senior wetenschappers.

"Het Arecibo Observatorium REU is zonder twijfel een van de beste ervaringen die ik tot nu toe heb gehad, ", zegt de 21-jarige. "De steun en aanmoediging van het AO-personeel en de REU-studenten maakten de onderzoekservaring tot wat het was. Er waren veel mogelijkheden om te netwerken met wetenschappers van AO van over de hele wereld, velen van hen zou ik waarschijnlijk nooit hebben ontmoet zonder de AO REU."

Terra en Brum van AO werkten samen met Salazar bij het uitvoeren van haar eerste gegevensanalyse, het verfijnen en interpreteren van het onderzoek.

"Sophia's toewijding en haar vermogen om problemen op te lossen trokken onze aandacht vanaf de allereerste dag van het REU-programma, Brum zegt. "Haar inspanningen bij de ontwikkeling van dit project resulteerden in publicatie in een van de meest prestigieuze tijdschriften in ons vakgebied."

"Een ander opmerkelijk resultaat van dit werk is dat voor de eerste keer, een afbeelding van het ruimtelijke en seizoensgebonden optreden van blikseminslag over de regio van de Puerto Rico-archipel wordt gepresenteerd, "Brum zegt. "Intrigerend was ook de detectie van een hotspot voor verlichtingsactiviteiten, geconcentreerd in het westelijke deel van de bergketen La Cordillera Central in Puerto Rico."