Proyectos científicos financiados por la NASA sintonizarán ‘Radio Eclipse’

El 8 de abril de 2024, un eclipse solar total recorrerá algunas regiones de Estados Unidos. Para millones de habitantes a lo largo del camino de la totalidad, donde la Luna cubrirá completamente al Sol, podría parecer que ha descendido una misteriosa oscuridad diurna a la vez que bajan las temperaturas y cambian los patrones del viento. Pero estos cambios son leves en comparación con lo que sucede a unos 160 a 644 kilómetros (100 a 400 millas) por encima de nuestras cabezas, en una capa conductora de electricidad de nuestra atmósfera conocida como ionosfera, donde la “falsa noche” de un eclipse se amplifica cien veces. Tres experimentos financiados por la NASA investigarán los efectos del eclipse en la ionosfera mediante el poder de la radio, una tecnología muy adecuada para estudiar esta enigmática capa de nuestra atmósfera.

Ya sea que hayas oído hablar de la ionosfera o no, es probable que hayas aprovechado su existencia. Esta capa de partículas eléctricas es fundamental para la radio de amplitud modulada (AM) de larga distancia y de onda corta. Los operadores de radio apuntan sus transmisores hacia el cielo, haciendo “rebotar” las señales contra esta capa y alrededor de la curvatura de la Tierra para ampliar su transmisión hasta cientos o incluso miles de kilómetros.

La ionosfera es sustentada por nuestro Sol. Los rayos del Sol separan los electrones con carga negativa de los átomos, creando los iones con carga positiva que dan su nombre a la ionosfera. Cuando cae la noche, más de 97 kilómetros (60 millas) de la ionosfera desaparecen a medida que los iones y los electrones se recombinan para formar átomos neutros. Al amanecer, los electrones se liberan nuevamente y la ionosfera se hincha con la iluminación del Sol; este es un ciclo diario de “inhalación” y “exhalación” a escala global.

Un eclipse solar total es una mina de oro científica y una oportunidad única para observar un experimento natural en acción. El 8 de abril, los tres proyectos financiados por la NASA que se mencionan a continuación están entre los que se “sintonizarán” con los cambios que produzca el bloqueo del Sol.

La Súper Red Dual Auroral de Radares (SuperDARN, por sus siglas en inglés) es un conjunto de radares situados en diferentes lugares alrededor del mundo. Estos radares hacen rebotar ondas de radio contra la ionosfera y analizan la señal de retorno. Sus datos revelan los cambios en la densidad, la temperatura y la ubicación (es decir, el movimiento) de la ionosfera.

El eclipse de 2024 pasará por encima de tres radares SuperDARN ubicados en Estados Unidos. Un equipo de científicos dirigido por Bharat Kunduri, profesor del Instituto Politécnico de la Universidad Estatal de Virginia, ha estado ocupado preparándose para ello.

“Los cambios que ocurren en la radiación solar durante un eclipse solar total pueden producir un ’adelgazamiento’ de la ionosfera”, dijo Kunduri. “Durante el eclipse, SuperDARN operará en modos especiales diseñados para monitorear los cambios en la ionosfera a escalas espaciotemporales más refinadas”.

El equipo de Kunduri comparará las mediciones de SuperDARN con las predicciones de los modelos informáticos para responder preguntas sobre cómo reacciona la ionosfera a un eclipse solar.

Mientras que algunos experimentos se apoyan en radiotelescopios masivos, otros dependen más del poder de la gente. La Investigación de Radioaficionados del programa de Ciencia Ciudadana (HamSCI, por sus siglas en inglés) es un proyecto de ciencia ciudadana de la NASA en el cual participan operadores de radio amateur, o radioaficionados. El 8 de abril, los radioaficionados en diferentes lugares de Estados Unidos intentarán enviar y recibir señales antes, durante y después del eclipse. Dirigidos por Nathaniel Frissell, profesor de física e ingeniería en la Universidad de Scranton en Pensilvania, los participantes del proyecto HamSCI compartirán los datos de sus radios a fin de catalogar de qué modo la pérdida repentina de luz solar durante la totalidad afecta sus señales de radio.

Este experimento sigue esfuerzos similares que fueron completados durante el eclipse solar total de 2017 y el eclipse anular de 2023.

“Durante el eclipse de 2017, descubrimos que la ionosfera se comportaba de manera muy similar a como lo hace durante la noche”, dijo Frissell. Las señales de radio viajaron más lejos, y las frecuencias que normalmente funcionan mejor por la noche se hicieron disponibles. Frissell espera continuar la comparación entre los eclipses y el ciclo día/noche, de modo de evaluar qué tan extendidos son los cambios en la ionosfera y comparar los resultados con los modelos informáticos.

Algunas señales de radio no rebotan en la ionosfera, sino que pasan a través de ella. Nuestro Sol está en constante agitación con erupciones magnéticas, algunas de las cuales crean estallidos de ondas de radio. Estos estallidos de energía de longitud de onda larga pueden ser detectados por receptores de radio en la Tierra. Pero primero deben pasar a través de la ionosfera, cuyas características siempre cambiantes afectan si estas señales llegan al receptor y cómo lo hacen.

El proyecto RadioJOVE está conformado por un equipo de científicos ciudadanos dedicados a documentar las señales de radio desde el espacio, especialmente las provenientes de Júpiter. Durante el eclipse solar total, los participantes de RadioJOVE centrarán su atención en el Sol. Usando kits de antenas de radio configuradas por ellos mismos, grabarán los estallidos solares de ondas de radio antes, durante y después del eclipse.

Durante el eclipse de 2017, algunos participantes registraron una reducción en la intensidad de los estallidos solares de ondas de radio. Pero se necesitan más observaciones para llegar a conclusiones firmes. “Con una mejor capacitación y más observadores, obtendremos una mejor cobertura para estudiar más a fondo la propagación de las señales de radio a través de la ionosfera”, dijo Chuck Higgins, profesor de la Universidad Estatal de Middle Tennessee y miembro fundador de RadioJOVE. “Esperamos continuar con nuestras observaciones a largo plazo, durante el Gran Año de la Heliofísica y más allá”.

Obtén más información (en inglés) sobre el eclipse solar del 8 de abril de 2024 en el sitio web de la NASA sobre el eclipse.

Por Miles Hatfield, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland

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