Concepción, 23 de Noviembre 2020

Equipo de investigadores UdeC desarrolla estudio para predecir efectos del eclipse de diciembre 2020 en la ionósfera.

La investigación reveló que los dispositivos de comunicaciones HF (que utilizan los radioaficionados y las poblaciones situadas en zonas remotas para comunicarse) y los sistemas de posicionamiento (como el GPS que tenemos en nuestros celulares y vehículos) van a sufrir perturbaciones durante el eclipse en zonas alejadas a la totalidad.

"Prediction of the Ionospheric Response to the 14 December 2020 Total Solar Eclipse Using SUPIM-INPE" se titula la investigación publicada en "Journal of Geophysical Research: Space Physics", realizada por Miguel Martínez Ledesma, investigador postdoctoral en el Centro Para la Instrumentación Astronómica, CePIA, del Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción, junto al académico Alberto Foppiando, al investigador posdoctoral Manuel Bravo Sepúlveda y el alumno tesista Benjamín Urra, todos ellos pertenecientes al Departamento de Geofísica de la misma universidad; además de Jonas Souza, investigador en el Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE, São José dos Campos, São Paulo, Brasil.

La investigación se centró en el estudio de la ionósfera, una de las capas de la Tierra ubicada entre los 80 y 1.000 kms. de altitud. Esta capa tiene una gran importancia en las tecnologías actuales de comunicaciones y posicionamiento: influye en la propagación de las ondas de radio que se emiten en muy largas distancias, así como las que se envían entre los satélites y la Tierra. Nos protege de las radiaciones peligrosas del espacio exterior y es en esta capa donde se desintegran la mayoría de meteoroides, debido al rozamiento con el aire, dando lugar a meteoros o estrellas fugaces; además de ser la zona donde se forman las bellas auroras (boreales y australes).

El grupo de investigadores realizó un estudio sobre los efectos que tendrá el eclipse del 14 de diciembre de 2020 en las distintas capas de la ionosfera sobre toda Sudamérica. “Durante el eclipse, las capas inferiores de la ionosfera van a verse reducidas por la disminución de la radiación solar, pero las capas superiores se verán influenciadas por muchos otros efectos. En particular, hemos simulado mediante un modelo que los efectos que se producen en la zona del ecuador magnético van a generar un impacto importante en la distribución del plasma ionosférico en otras latitudes”. Eso significa que la sombra del eclipse va a generar una gran disminución de la densidad ionosférica entre las latitudes cercanas a Temuco y Antofagasta y el efecto se verá extendido durante más de 12 horas. Eso es debido en parte a la disminución del efecto fuente ecuatorial, que envía grandes cantidades de plasma desde alturas bajas en el ecuador magnético a grandes alturas en latitudes superiores, como si de una fuente de agua se tratara. Por lo tanto, los dispositivos de comunicaciones HF (que utilizan los radioaficionados y las poblaciones situadas en zonas remotas para comunicarse) y los sistemas de posicionamiento (como el GPS que tenemos en nuestros celulares y vehículos) van a sufrir perturbaciones durante el eclipse en zonas alejadas a la totalidad. Estos efectos del eclipse no se podrán ver por nuestros ojos, pero tendrán un impacto directo en los dispositivos electrónicos que utilizamos todos los días”, explica el investigador.

“Sorprendentemente, también se verán efectos en el hemisferio norte (conocidos como efectos conjugados) debido a procesos de transferencia de potencial a través de las líneas del campo magnético terrestre. En este trabajo hemos generado predicciones en todas las estaciones de radares ionosféricos de Sudamérica para ayudar a obtener mejores mediciones de este evento y así poder entender mejor todos los efectos que se van a generar”, puntualiza Miguel Martínez, autor principal del estudio, quien actualmente realiza una pasantía en el Max Planck Institute for Solar System Research en Alemania.

Para los investigadores, un evento astronómico como un eclipse solar es una gran oportunidad para entender la dinámica y comportamiento de la ionósera. “Son como experimentos a gran escala. La radiación solar se ve reducida en una forma que puede predecirse con mucha exactitud, pero hay múltiples procesos que modifican e interactúan con la ionósfera. La respuesta a los eclipses es muy diversa en distintas altitudes, pero también depende de otros muchos factores como la latitud, la hora del día, procesos de difusión, la interacción con el clima espacial y efectos atmosféricos, entre otros. De hecho, existe aún controversia en algunos de los efectos generados por los eclipses”, explica el investigador. 

Para el estudio, los científicos utilizaron un modelo ionosférico llamado “Sheffield University Plasmasphere Ionosphere Model” (SUPIM), para reproducir con gran exactitud los efectos que se generan en latitudes bajas. En un trabajo anterior, los investigadores analizaron la respuesta ionosférica del eclipse del año 2019. Utilizaron un radar ionosférico situado en La Serena, datos de receptores de posicionamiento GNSS, y un modelo ionosférico que reproducía los datos obtenidos por los instrumentos. Este fue el primer trabajo de ionosondas chilenas donde se medían los efectos de los eclipses. La información de ese trabajo previo se puede encontrar en: https://doi.org/10.1029/2020JA027923.

“Ahora nos queda la parte más compleja de todas, que es medir y entender el verdadero comportamiento de la naturaleza. Muchos de los investigadores pertenecen al Centro Interuniversitario de Física de Alta Atmósfera (CInFAA), que, en Chile, están organizando una campaña de medición con un radar ionosférico (ionosonda) en Chillán y planean utilizar datos de receptores de posicionamiento GNSS para poder medir los efectos integrados en todo el territorio de Sudamérica”, finaliza Martínez.

Más información en: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020JA028625