Buscando relámpagos, encontrando bolas de fuego

Algunos satélites geoestacinarios detectan los rayos desde el espacio, ahora también pueden ser utilizados para otros fines muy diferentes

Distribución de más de 3000 bólidos detectados por los GLM a bordo de GOES-16 y GOES-17 entre julio de 2017 y enero de 2022. Ver texto para detalles

El nuevo año comenzó con fuerza en Pittsburgh, Pensilvania. Al inicio del día de Año Nuevo, muchos residentes locales escucharon un fuerte estruendo y sintieron temblar el suelo, lo que provocó llamadas al 911. El condado de Allegheny rápidamente reconoció el evento, señaló que no fue un terremoto o un trueno y admitió que "no tenemos explicación para el informes."

El culpable fue confirmado más tarde por la NASA Meteor Watch: se trataba de un bólido, una bola de fuego muy grande y brillante (un meteoro más brillante que Venus). Se estimó que el meteorito pesaba media tonelada, con 0,9 m de ancho y viajaba a unas 72,420 km/h. Cuando explotó en la atmósfera, liberó la energía equivalente a una explosión de TNT de 30 toneladas que fue registrada por detectores en una estación de infrasonidos cerca de Pittsburgh.

Si bien existen algunos programas de detección de bólidos basados en el espacio en todo el mundo, la mayoría están basados en tierra, incluida la Red de seguimiento y recuperación de meteoritos de la NASA y la Red de bolas de fuego de todo el cielo de la NASA. Sin embargo, la mayoría de los bólidos ingresan a la atmósfera en el 70 por ciento de la Tierra que está cubierta por el océano.

"Los bólidos son raros y, debido a las áreas de observación limitadas de los sistemas terrestres, se detectan muy pocos bólidos desde el suelo, tal vez solo un par al año", dijo Jeffrey C. Smith , científico de datos del Instituto SETI y el investigador principal en un proyecto cooperativo con el Proyecto de Evaluación de Amenazas de Asteroides en el Centro de Investigación Ames de la NASA. “Las explosiones de bólidos también son muy rápidas, por lo general duran solo una fracción de segundo, por lo que se necesitan detectores muy rápidos”.

Detección desde el espacio

Recientemente, los científicos descubrieron que tienen un detector de este tipo, aunque no fue diseñado para detectar rocas espaciales que se precipitan a través de la atmósfera. En 2018, el astrónomo Peter Jenniskens (también de SETI y NASA Ames) y sus colegas demostraron que el detector Lightning Mapper Geostationary (GLM) a bordo del satélite meteorológico GOES-16 de la NOAA podría usarse para observar los destellos fugaces de bólidos. El GLM muestrea la luz transitoria a una velocidad de 500 fotogramas por segundo. Puede detectar bólidos desde aproximadamente 1 decímetro hasta aproximadamente 3 metros de ancho.

Hace dos años, Smith y sus colegas comenzaron a desarrollar y entrenar un algoritmo de aprendizaje automático para que las computadoras detectaran automáticamente los bólidos en los datos GLM. Su objetivo era construir una base de datos disponible públicamente de eventos de bólidos y sus curvas de luz: las trayectorias y la intensidad de los rayos de luz que dejaron en el cielo. Smith y su equipo describieron su trabajo en la revista Icarus en noviembre de 2021.

El mapa de arriba muestra la distribución de más de 3000 bólidos detectados por los GLM a bordo de GOES-16 y GOES-17 entre julio de 2017 y enero de 2022. Los puntos azules son bólidos detectados por GOES-16; GOES-17 detectó puntos rosados. El GOES-17 detectó el único punto rosa sobre el Océano Atlántico durante su fase de puesta en marcha antes de que se trasladara a su órbita operativa sobre la costa oeste.

Los bólidos observados por GOES-16 y -17 se graban en estéreo. En el mapa, el ligero desplazamiento entre las detecciones estereoscópicas se debe a las diferentes perspectivas desde las que fueron vistas por cada satélite. La detección estéreo permite a los investigadores reconstruir las trayectorias de los bólidos a través de la atmósfera. Estos datos, junto con las curvas de luz, son útiles para modelar cómo los asteroides ingresan a la atmósfera, se rompen e impactan en la Tierra. Dichos datos también pueden informar modelos que evalúan el riesgo de impactos de meteoritos más grandes, al tiempo que ayudan a los estudios de población de asteroides que mejoran nuestra comprensión de la evolución del Sistema Solar.

Ningún ser humano observó el bólido del día de Año Nuevo sobre Pittsburgh, donde el cielo estaba nublado, pero el GLM detectó cuatro destellos de luz brillante. No fue un bólido particularmente brillante o incluso el más brillante registrado ese día, dijo Smith. Los otros estaban justo sobre el océano o en áreas rurales, donde era menos probable que los vieran.

Esta es una de las mejores cosas de usar un satélite geoestacionario: podemos detectar eventos en áreas muy remotas que los observadores terrestres pasan por alto”, dijo Smith. Las órbitas geoestacionarias de los satélites GOES les permiten monitorear el hemisferio occidental desde los 55 grados de latitud norte hasta los 55 grados de latitud sur. Si bien la cobertura no es global, permite a los científicos capturar una cantidad sin precedentes de meteoros en datos accesibles al público. "En este momento, GLM es la única herramienta accesible disponible para obtener una cobertura hemisférica amplia para buscar bólidos".

Actualmente, los eventos identificados por el algoritmo informático son revisados por humanos antes de ser agregados a la base de datos. Después de varias iteraciones del programa, la computadora se está volviendo bastante buena para identificar correctamente los bólidos. “Cuatro de cada cinco detecciones que hacemos son legítimas”, dijo Smith. "Ahora se necesita una cantidad muy pequeña de investigación manual para eliminar los falsos positivos".

El objetivo del equipo es mejorar la precisión de detección lo suficiente como para que no se requieran humanos en el proceso, dijo Smith. “Entonces podemos publicar automáticamente nuestras detecciones de bólidos muy pronto después de que ocurran los eventos, tal vez dentro de un minuto”.

Imagen de NASA Earth Observatory por Joshua Stevens, utilizando datos de NASA Bolides cortesía de Jeffrey Smith/SETI. Texto de Sara E. Pratt.

NASA Earth Observatory

Esta entrada se publicó en Reportajes en 27 Ene 2022 por Francisco Martín León