Si los humanos tuviéramos antenas
de radio en vez de oídos, escucharíamos una memorable
sinfonía de extraños sonidos provenientes de nuestro
propio planeta. Los científicos llaman a estos sonidos
«retorcimientos», «silbadores» y «esféricos»
y suenan como la música de fondo de alguna película
de ciencia ficción. Sin embargo, no se trata de ciencia
ficción. Las radioemisiones naturales de la Tierra son
reales y, aunque prácticamente no nos demos cuenta de
su existencia, están a nuestro alrededor todo el tiempo.
«Cualquier ambiente terrestre, casi literalmente, canta
con sus ondas de radio en frecuencias audibles,» dice Dennis
Gallagher, físico espacial del Centro Marshall para Vuelos
Espaciales de la NASA (MSFC en inglés). «Nuestros
oídos no pueden detectar las ondas de radio directamente,
pero las podemos convertir en ondas de sonido con la ayuda de
un receptor de radio de muy baja frecuencia (VLF en inglés)».
Arriba: Relámpagos como éste son la fuente
de las radioemisiones de los misteriosos sonidos que nos rodean.
Los receptores VLF son simples, aunque poco comunes.
Consisten únicamente en una antena y un amplificador de
sonido y son sensibles a ondas de radio con frecuencias que van
desde unos cuantos cientos de Hertz hasta los 10 kHz. En comparación,
las radios de amplitud modulada de banda ancha –como las de
los automóviles– trabajan en un rango mucho mayor de
frecuencias, de los 540 kHz hasta 1.6 MHz.
Si usted tiene una conección a internet puede escuchar
radio en VLF cuando lo desee. Gallagher y sus colegas recientemente
colocaron un receptor VLF llamado INSPIRE en
las Instalaciones para las Investigaciones Atmosféricas
en Huntsville, Alabama. El receptor ya está transmitiendo
las peculiares canciones de la Tierra en vivo y en directo a
través de la red internacional de cómputo, las
24 horas.
La fuente de la mayoría de las emisiones VLF en la
Tierra son relámpagos. Los relámpagos emiten una
pulsación de banda ancha en forma de ondas de radio, al
mismo tiempo que emiten su característico destello de
luz. Las señales VLF de relámpagos cercanos, escuchadas
a través del altavoz de una radio, suenan como tocino
friéndose en una sartén o como el crepitar de una
fogata en un campamento. Los científicos espaciales llaman
a estos sonidos «esféricos», como un diminutivo
de atmosféricos.
Si no hay relámpagos en su área, usted igualmente
puede escuchar en VLF los crujidos provenientes de tormentas
localizadas a miles de kilómetros de distancia, ya que
¡algunos esféricos viajan alrededor de toda la Tierra!
Las ondas de radio se pueden propagar a través de distancias
muy grandes debido a que rebotan de la superficie de nuestro
planeta a la ionosfera –una capa de la atmósfera ionizada
por radiación solar ultravioleta, y viceversa. La ionosfera,
que comienza a unos 60 km por encima del suelo y se extiende
a miles de kilómetros de altitud, es un buen reflector
de ondas de radio VLF sobre el horizonte.
«La ionosfera y la superficie de la Tierra forman una
guía de ondas natural para las señales de VLF»,
explica Bill Taylor, científico espacial del Centro Goddard
de Vuelos Espaciales. Los «esféricos» que viajan
muy lejos a través de la guía de ondas se convierten
en «retorcimientos», los cuales producen un musical
sonido de rebote en el altavoz de un receptor VLF.
Izquierda:
Los ingenieros eléctricos usan guías de onda como
éstas para confinar y dirigir las señales de radio.
Nuestro planeta y la ionosfera forman una guía de ondas
natural para las señales de radio VLF.
Los retorcimientos suenan como suenan porque «sus componentes
de alta frecuencia alcanzan el receptor antes que sus contrapartes
de baja frecuencia. Esto es lo que llamamos dispersión
retardada, y es el resultado de la propagación a través
de la guía de ondas,» dice Taylor. Cada guía
de ondas se corta en una baja frecuencia específica, determinada
por su tamaño físico. Entre más cerca esté
la onda de su corte, más despacio se desplaza. La frecuencia
de corte de una guía natural de ondas del tamaño
de la Tierra es de unos 3 kHz –frecuencia en la que cabría
la mitad de la longitud de onda entre la superficie de nuestro
planeta y el límite inferior de la ionosfera. Las ondas
con frecuencias arriba del corte pueden viajar a través
de la guía de ondas, pero las frecuencias más bajas
no.
Algunas veces la ionosfera deja escapar pulsaciones de los
relámpagos hacia el espacio. Las pulsaciones escapan
completamente de la atmósfera siguiendo las líneas
de un campo magnético que guían a las pulsaciones
por 10,000 km o más, encima de la superficie terrestre
hacia la magnetosfera y de regreso a la ionosfera.
«Las pulsaciones de relámpago que viajan hasta
la magnetosfera y de regreso, se encuentran muy dispersas, mucho
más que los retorcimientos,» continua Gallagher.
«Nosotros las llamamos «silbadores» porque suenan
como tonos bajando lentamente. Los silbadores están dispersados
no porque sufran el efecto de frecuencia de corte sino porque
viajan grandes distancias a través de plasmas magnetizados
(un plasma es un gas ionizado), los cuales son medios altamente
dispersivos para las señales VLF.»
Arriba: Este espectro dinámico muestra como las
más altas frecuencias de un silbador VLF llegan
antes que sus contrapartes de baja frecuencia. Haga
Click aqui para saber más acerca de espectros
dinámicos y descubrir como suena realmente un silbador como
este.
Los relámpagos caen sobre algún lugar en la
Tierra casi todo el tiempo (unas 100 veces por segundo), de manera
que los extraños ruidos de las señales VLF se están
propagando constantemente alrededor de nuestro planeta. «La
mejor hora para escucharlos es hacia el atardecer o el amanecer,»
dice Gallagher. «Durante esas horas los gradientes de densidad
que actúan como guías de onda naturales se forman
en la ionosfera.»
En Huntsville, donde se localiza el receptor, amanece
alrededor de las 6 – hora estándar del Centro o 1200 Tiempo
Universal. El atardecer es diez horas más tarde en esta
época del año. «Generalmente la noche es mejor
que el día para escuchar un receptor VLF» continua
Gallagher, «así que cualquier hora entre las 2200
UT y las 1200 UT es adecuada para escuchar el audio en la red».
Gallagher construyó el receptor para la red de un kit
de radio INSPIRE VLF. INSPIRE, (Interactive NASA Space Physics
Ionosphere Radio Experiments en inglés) es un programa
educativo con sede en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard
de la NASA, dirigido por Bill Pine, profesor de ciencia en un
colegio secundario de Ontario, Canadá, y Bill Taylor.
Los participantes
construyen sus propias radios VLF y pueden unirse a una red global
de estaciones de monitoreo que incluye a más de 1500 escuelas.
«Cualquier persona que aprenda a soldar puede construir
uno de estos receptores,» dice Gallagher.
Taylor, Pine y otras personas organizan frecuentemente experimentos
para los miembros de la red de monitoreo. En 1994, radioescuchas
a lo largo de Norteamérica monitorearon ondas terrestres
de radio VLF durante un eclipse solar. Las observaciones revelaron
que una disminución temporal de la radiación ultravioleta
afecta a la ionosfera terrestre. En 1999 y en el 2000, un receptor
INSPIRE flotó a bordo de un globo sonda hasta la
estratosfera para escuchar emisiones de onda en el plasma causadas
por la tormenta de meteoros de las Leónidas. Los
estudiantes monitorearon la lluvia de meteoros desde estaciones
en la tierra al mismo tiempo.
Para escuchar sonidos de radioVLF, o para escuchar al receptor
en red, apunte su visualizador de internet a la
página de INSPIRE, de SpaceWeather.com. Si escuchando
nuestro receptor en red le entran deseos de escuchar uno propio,
visite la página
web de INSPIRE del centro Goddard para obtener información
acerca de como encargar un receptor y unirse a nuestro programa.
Web Links |
INSPIRE.
El receptor VLF INSPIRE en la red – en las Instalaciones del |