Extraño clima espacial sobre África

Científicos de todo el mundo organizaron un taller internacional para estudiar un extraño fenómeno en la ionosfera, sobre el continente africano.

Algo extraño está ocurriendo en la atmósfera sobre África y los investigadores se han reunido en Addis Abeba, Etiopía, para discutir el fenómeno. El Taller sobre Clima Espacial de África (Africa Space Weather Workshop) se inauguró el 12 de noviembre con la participación de alrededor de 100 científicos y estudiantes.

El extraño fenómeno que reúne a todas estas personas se denomina penacho de iones —"una forma recién descubierta de clima espacial", dice el científico atmosférico Tim Fuller-Rowell, de la Universidad de Colorado, co-organizador del taller.

Los investigadores comparan los penachos con el humo que sale de la chimenea de una fábrica —excepto que en vez de estar compuestos por polvo y cenizas comunes, los penachos de iones están hechos de gas electrificado, el cual flota a una altura tan grande por encima del suelo que entra en contacto con el espacio mismo. "Los penachos aparecen durante las tormentas geomagnéticas y pueden interferir con las transmisiones de los satélites, con la navegación aérea y con las radiocomunicaciones", dice Fuller-Rowell. De hecho, es su efecto sobre las señales del GPS (Sistema de Posicionamiento Global, en idioma español) lo que llevó al descubrimiento de los penachos sobre Norteamérica hace apenas algunos años.

Un ejemplo típico es el penacho que tuvo lugar el 20 de noviembre de 2003:

Un penacho generado por un exceso de densidad de electrones sobre Norteamérica, observado el 20 de noviembre de 2003. El penacho fue descubierto, y se logró hacer un mapa de él, gracias a su efecto sobre las señales del GPS. Crédito: Cortesía de Anthea Coster y John Foster, del Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Dos días antes de que este mapa se construyese, una explosión en el Sol había expulsado una nube de gas magnetizado —una eyección de masa coronal (EMC)— hacia la Tierra. El penacho se formó cuando la EMC golpeó la atmósfera de la Tierra, generando una poderosa tormenta geomagnética. El penacho estaba formado por aire ionizado a una gran altitud, que se trasladaba desde Florida hasta Canadá a una velocidad de 1 km/s (2200 millas por hora).

"Bien, ahora vimos el ‘humo", pero ¿dónde está la chimenea?", se pregunta Fuller-Rowell.

La búsqueda está llevando a los investigadores hacia África.

"Muchos creen que la fuente de los penachos está cerca del ecuador magnético de la Tierra", explica el heliofísico de la NASA Lika Guhathakurta, quien asiste al taller. "África es un gran lugar para verificar estas posibilidades porque el ecuador magnético pasa directamente sobre el sub-Sahara".

Sólo hay un problema: "No tenemos suficientes sensores en África para estudiar el fenómeno", dice Fuller-Rowell. El sensor preferido es un receptor del GPS de frecuencia dual. "En Norteamérica abundan los receptores del GPS de frecuencia dual —miles de ellos están en red y los usamos para monitorear penachos en esta área. Pero África tiene apenas algunas docenas de estos receptores".

En este mapa se muestran los receptores del GPS de frecuencia dual que hay en África en la actualidad. Se necesitan muchos más para investigar el fenómeno de los penachos.

El principal objetivo del taller es familiarizar a los científicos espaciales africanos con el fenómeno de los penachos y crear los cimientos para lograr una red continental de detectores del GPS. "Dentro de unos pocos años esperamos desplegar cientos de receptores", afirma el investigador.

Los penachos de iones habitan una capa de la atmósfera terrestre llamada "ionosfera". Es una región muy extensa que abarca alturas desde 85 hasta 600 km por encima del suelo, donde la radiación ultravioleta del Sol saca los electrones de los átomos y moléculas, creando de ese modo una capa de gas ionizado, también llamado "plasma", el cual rodea todo el planeta. Como lo han sabido los operadores aficionados de radio por más de 100 años, la ionosfera se puede doblar, distorsionar, reflejar e incluso es capaz de absorber ondas de radio. Los penachos amplifican estos efectos.

¿Qué tan importante es África para estudiar este fenómeno? "Se debe tener en cuenta la lista de organizaciones que han unido sus fuerzas con el fin de patrocinar el Taller sobre Clima Espacial de África: la NASA, la NOAA, la Fundación Nacional para las Ciencias (National Science Foundation), la Oficina Europea de Investigaciones Aeroespaciales y Desarrollo (EOARD, por su sigla en idioma inglés), el Centro Internacional de Física Teórica (ICTP, por su sigla en idioma inglés) y muchos otros", dice Guhathakurta. "Hoy en día se sabe que África es clave para entender el problema".

Por el momento, sólo Norteamérica tiene una ionosfera correctamente topografiada. La NOAA publica imágenes cada 15 minutos en este portal. "Dentro de cinco años, a partir de esta fecha", dice Fuller-Rowell, "esperamos estar haciendo mapas de la ionosfera sobre África en tiempo real también".

Plasma incógnita, así es como se considera a África ahora (aunque no por mucho tiempo). ¡Permanezca en sintonía!

El Taller sobre Clima Espacial de África está organizado bajo el auspicio del Año Internacional de la Heliofísica 2007 (IHY, por su sigla en idioma inglés), continuando la tradición de investigaciones internacionales y cooperación que comenzó durante el Año Internacional de la Geofísica (IGY, por su sigla en idioma inglés), en 1957. Para obtener más información sobre el IHY en la red, visite el portal http://ihy2007.org/.

Traducido al español por Carlos Román
Fuente: Ciencia@NASA