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Predicción de burbujas ecuatoriales de plasma

Los cambios en la densidad atmosférica después de la puesta del sol pueden provocar la formación de bolsas de gas calientes llamadas "burbujas de plasma" sobre el ecuador de la Tierra, lo que provoca interrupciones en la comunicación entre los satélites y la Tierra

Poco después de la puesta del sol, se forman bolsas de gas sobrecalentado llamadas "burbujas de plasma" en la atmósfera superior y se escapan hacia el espacio

Los nuevos modelos de IA (Artificial Intelligence ) ahora están ayudando a los científicos a predecir eventos de burbujas de plasma y crear un pronóstico. El trabajo fue presentado en la última Reunión Nacional de Astronomía (NAM 2022) por Sachin Reddy, estudiante de doctorado en el University College London.

Burbujas de plasma en la atmósfera

Poco después de la puesta del sol, se forman bolsas de gas sobrecalentado llamadas "burbujas de plasma" en la atmósfera superior y se extienden hacia el espacio (hasta 900 km sobre la superficie de la Tierra).

Estas burbujas comienzan pequeñas y crecen rápidamente, desde el tamaño de un campo de fútbol hasta el de un pequeño país en solo un par de horas. A medida que las burbujas crecen, pueden evitar que los satélites se comuniquen con la Tierra al bloquear y distorsionar sus señales de radio.

Mapa de eventos de burbujas de plasma ecuatorial (EPB por sus siglas en inglés) en toda la Tierra. La mayoría de las burbujas ocurren sobre el Atlántico en una región llamada 'Anomalía del Atlántico Sur'. Aquí, las partículas de alta energía y los rayos gamma penetran profundamente en nuestra atmósfera e influyen en la creación de burbujas. Crédito: Sachin Reddy/University College London/Mullard Space Science Laboratory

Para predecir las burbujas de plasma, un equipo de investigadores ha recopilado 8 años de datos de la misión del satélite SWARM. La nave espacial tiene un detector automático de burbujas a bordo llamado Índice de burbujas ionosféricas.

La medición compara los cambios en la densidad de los electrones y la fuerza del campo magnético para verificar si hay burbujas: una fuerte correlación entre los dos indica la presencia de una burbuja de plasma.

El satélite vuela a una altitud de 460 km (unas 30 veces más alta que un avión comercial) en medio de la mayoría de las burbujas de plasma. El modelo combina la recopilación de datos de SWARM con un enfoque de aprendizaje automático para hacer predicciones sobre la probabilidad de que ocurra un evento de burbuja de plasma en cualquier momento.

Imágenes recreativas de la misión SWARM. ESA

Los resultados muestran que la cantidad de eventos de burbujas de plasma varía de una estación a otra, al igual que el tiempo atmosférico, y que la cantidad de eventos aumenta con la actividad solar.

A pesar de esto, el modelo encuentra que la ubicación es un elemento mucho más crucial para predecir las burbujas de plasma que la época del año, y la mayoría de los eventos ocurren en una región del Atlántico llamada "Anomalía del Atlántico Sur". El modelo de IA predice eventos con una precisión del 91 % en diferentes pruebas.

Reddy dice: "Al igual que el pronóstico del tiempo en la Tierra, debemos poder pronosticar burbujas para evitar interrupciones importantes en los servicios satelitales. Nuestro objetivo es poder decir algo como: "Mañana a las 8:00 p. m., hay un 30 % de posibilidades de una burbuja que aparece sobre el Cuerno de África".

Este tipo de información es extremadamente útil para los operadores de naves espaciales y para las personas que dependen de los datos satelitales todos los días, como usted y yo".

Referencia


Predicting equatorial plasma bubbles with SWARM. Royal Astronomical Society. ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2022/07/220715105747.htm

Esta entrada se publicó en Noticias en 18 Ago 2022 por Francisco Martín León