Cuando el huracán Helene azotó la costa de Florida el 26 de septiembre, NASA afirma que su Atmospheric Waves Instrument (AWE) detectó una oleada de ondas gravitatorias a 88 km por encima de la superficie terrestre.

Según la agencia espacial, el instrumento de vanguardia instalado en la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) detectó la ráfaga de ondas gravitatorias en la mesósfera a medida que se abrían camino desde la superficie de la Tierra debido a las fuerzas extremas generadas por el huracán Helene.

En un comunicado en el que anunciaba la detección, la NASA afirmó que la recopilación de este tipo específico de información meteorológica a gran altitud con AWE “nos ayuda a comprender mejor cómo la meteorología terrestre puede afectar a la meteorología espacial, [lo que forma] parte de la investigación que realiza la NASA para entender cómo nuestro entorno espacial puede perturbar los satélites, las señales de comunicación y otras tecnologías”.

Junto con el anuncio, la NASA proporcionó un vídeo que muestra el movimiento de las ondas gravitatorias a su paso por la superficie terrestre siguiendo la misma trayectoria que Helene. Para mayor claridad, las ondas gravitatorias se colorearon artificialmente en rojo, amarillo y azul en función de su respectivo tamaño, potencia y dispersión.

Ludger Scherliess, investigador principal del AWE en la Utah State University, dijo en el comunicado:

“Como anillos de agua que se extienden desde una gota en un estanque, las ondas circulares de Helene se ven ondulando hacia el oeste desde la costa noroeste de Florida”.

Vídeo:

Mientras la ISS sobrevolaba el sureste de Estados Unidos el 26 de septiembre de 2024, AWE observó las ondas gravitatorias atmosféricas generadas por el huracán Helene al azotar la tormenta la costa del golfo de Florida. Las bandas curvas que se extienden al noroeste de Florida, coloreadas artificialmente en rojo, amarillo y azul, muestran cambios de brillo (o radiancia) en una longitud de onda de luz infrarroja producida por el resplandor del aire en la mesosfera de la Tierra. Los pequeños círculos negros en el continente marcan la ubicación de las ciudades. Puede ver el vídeo a continuación:

Ondas gravitacionales

Aunque de nombre similar a las ondas gravitacionales, que son ondulaciones en el tejido del espacio/tiempo predichas por primera vez por Albert Einstein hace más de 100 años antes de que los científicos confirmaran su existencia en 2016, las ondas gravitacionales se refieren a perturbaciones en un medio fluido que resultan de la influencia restauradora de la gravedad. La NASA describe las ondas gravitacionales como “patrones ondulantes en el aire generados por perturbaciones atmosféricas como tormentas eléctricas violentas, tornados, tsunamis, ráfagas de viento sobre cordilleras y huracanes”.

El AWE fue instalado por primera vez en el exterior de la ISS por astronautas en noviembre de 2023. Según la página de la misión del proyecto, el complejo instrumento ayuda a responder preguntas sobre la dinámica atmosférica muy por encima de la superficie del planeta “estudiando bandas de luz de colores en la atmósfera de la Tierra, llamadas resplandor del aire”. El resplandor del aire es una luz tenue emitida por los gases que se encuentran a estas altitudes extremadamente elevadas.

Michael Taylor, profesor de física de la Utah State University e investigador principal de la misión en el momento del lanzamiento del instrumento, dijo en un comunicado:

“Esta es la primera vez que los AGW, especialmente los de pequeña escala, se medirán globalmente en la mesopausa, la puerta de entrada al espacio lsico]. Y lo que es más importante, es la primera vez que podremos cuantificar los impactos de los AGW en la meteorología espacial”.

Esta imagen de la Estación Espacial Internacional muestra franjas de resplandor en la atmósfera terrestre. El nuevo Atmospheric Waves Experiment de la NASA observará el resplandor del aire desde una posición elevada en la estación espacial para ayudar a los científicos a comprender y, en última instancia, mejorar las previsiones de los cambios meteorológicos espaciales en la alta atmósfera. Crédito de imagen: NASA, Utah State University

Ondas gravitatorias ocurren en la mesósfera

Mientras que la mayor parte de la meteorología se produce en la capa más baja de la atmósfera terrestre, la tropósfera, las ondas gravitatorias detectadas por el AWE tienen lugar en la tercera capa, la mesósfera. La mesósfera se encuentra por encima de la estratósfera, entre 49 y 88 km por encima de la superficie. Como el aire a esta altitud es demasiado fino para los aviones convencionales, la actividad a esta altura se observa mejor desde el espacio.

El AWE utiliza el Advanced Mesospheric Temperature Mapper (AMTM) para medir las ondas gravitatorias. Según la NASA, este instrumento “consta de cuatro telescopios idénticos, que juntos conforman un radiómetro de imagen de amplio campo de visión, un instrumento que mide el brillo de la luz en rangos específicos de longitud de onda”.

Las ondas gravitatorias observadas durante Helene se produjeron en la longitud de onda infrarroja, lo que las hace invisibles al ojo humano. Sin embargo, los efectos de estas ondas gravitatorias pueden verse a veces en las nubes de la alta atmósfera.

Afortunadamente, la NASA afirma que el tenue resplandor de estas señales infrarrojas alcanza su máximo brillo en la mesosfera de ambiente frío, donde las temperaturas pueden llegar hasta -150 Fahrenheit. Este instrumento también detecta ondas gravitatorias a escalas mucho más pequeñas, algo que los anteriores satélites equipados para ver estas ondas tenían dificultades para lograr.

Ruth Lieberman, científica de la misión AWE en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, en el momento de su lanzamiento, dijo en un comunicado:

“AWE será capaz de resolver las ondas a escalas horizontales más finas de lo que los satélites pueden ver normalmente a esas altitudes, que es parte de lo que hace que la misión sea única”.

La NASA afirma que esta investigación ayudará a determinar los efectos de las ondas gravitatorias generadas en la atmósfera terrestre sobre los satélites, las comunicaciones y otras tecnologías espaciales en el futuro. Por ahora, la agencia dice que estas imágenes están entre las primeras publicadas por el equipo AWE, “confirmando que el instrumento tiene la sensibilidad para revelar los impactos que los huracanes tienen en la atmósfera superior de la Tierra”.

Como información complementaria, a continuación pueden ver las capas de la atmósfera. Pueden ubicar la mesósfera, en donde tuvieron origen las ondas gravitacionales descritas en este artículo.

Capas de la atmósfera. Se puede ver la tercera capa “Mesósfera”, ubicada a 50-80 km de la superficie terrestre. Crédito de imagen: Ecología Verde.

[FT: NASA]

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Crédito imagen de portada: depositphotos.com