La cámara de la NASA ve la luz solar desde la Tierra

La NASA dijo el 15 de mayo de 2017 que una de sus cámaras, en una nave espacial a un millón de millas de la Tierra, está capturando una inesperada luz solar de nuestro planeta. La cámara que mira hacia el hogar en el Observatorio Climático del Espacio Profundo de la NOAA (DSCOVR) captó cientos de estos flashes en el transcurso de un año. Los científicos han determinado que es una pequeña causa de los grandes reflejos: cristales de hielo orientados horizontalmente a gran altitud en la atmósfera de la Tierra.

DSCOVR se utiliza principalmente para estudiar el viento solar y sus efectos en la Tierra. El instrumento de la Cámara de imágenes policromáticas de la Tierra (EPIC) a bordo del DSCOVR visualiza la cara iluminada por el sol de la Tierra desde el amanecer hasta el atardecer, tomando imágenes casi cada hora. Además de la misión principal de DSCOVR, la cámara también puede arrojar luz sobre fenómenos atmosféricos como ozono, aerosoles, alturas de nubes, polvo y cenizas volcánicas. La NASA dijo que Alexander Marshak, científico adjunto del proyecto DSCOVR en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, notó por primera vez destellos de luz que ocasionalmente aparecían sobre los océanos mientras miraba las imágenes EPIC de ese día:

Al investigar los destellos, Marshak y sus colegas descubrieron que reflejos similares de nuestro punto azul pálido llamaron la atención del astrónomo Carl Sagan en 1993. Sagan estaba mirando imágenes tomadas por la nave espacial Galileo, que se lanzó en 1989 para estudiar a Júpiter y sus lunas. Durante uno si su asistencia gravitacional oscila alrededor de la Tierra, Galileo giró sus instrumentos en este planeta y recopiló datos. Sagan y sus colegas usaron eso para probar una pregunta clave: si la nave espacial podía detectar firmas de vida desde lejos.

Pero los destellos detectados por Sagan y su equipo siempre estaban sobre un océano. Marshak dijo que la explicación para ellos es relativamente simple:

La luz del sol golpea una parte lisa de un océano o lago, y se refleja directamente en el sensor, como tomar una fotografía con flash en un espejo.

El equipo de Sagan aparentemente perdió el hecho de que, extrañamente, algunas imágenes de Galileo muestran destellos brillantes de luz sobre tierra. Y esos flashes también aparecieron en las imágenes EPIC. Como el contacto que aparece en el sitio web que publica todas las imágenes EPIC, Marshak comenzó a recibir correos electrónicos de personas curiosas sobre cuáles eran los flashes. Él dijo:

Encontramos bastantes destellos muy brillantes sobre tierra. Cuando lo vi por primera vez, pensé que tal vez había algo de agua allí o un lago del que se refleja el sol. Pero el destello es bastante grande, así que no fue eso.

Una imagen del instrumento EPIC a bordo del DSCOVR, tomada el 3 de diciembre de 2015, muestra un destello sobre el centro de Sudamérica (en un círculo rojo). Imagen a través del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

En cambio, Marshak y sus colegas Tamas Varnai de la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore, y Alexander Kostinski de la Universidad Tecnológica de Michigan, pensaron en el agua en otras partes del sistema de la Tierra: partículas de hielo en la atmósfera. Los científicos realizaron una serie de experimentos, detallados en un nuevo artículo publicado en la revista Geophysical Research Letters, revisada por pares, para confirmar la causa de los destellos distantes.

Primero, los investigadores catalogaron todos los posibles destellos de luz solar sobre la tierra en imágenes de la cámara EPIC. Los flashes aparecen en tres colores distintos porque la cámara toma las imágenes en rojo, verde y azul con varios minutos de diferencia. En total, los científicos encontraron 866 explosiones entre el lanzamiento de DSCOVR en junio de 2015 y agosto de 2016.

Los científicos razonaron que si estos 866 destellos fueron causados ​​por la luz solar reflejada, estarían limitados a ciertos puntos en el globo, puntos donde el ángulo entre el sol y la Tierra es el mismo que el ángulo entre la nave espacial y la Tierra, permitiendo la nave espacial para recoger la luz reflejada. Cuando trazaron las ubicaciones de los destellos con el lugar donde coincidirían esos ángulos, dada la inclinación de la Tierra y la ubicación de la nave espacial, los dos coincidieron.

Esto ayudó a confirmar que no era algo como un rayo causando los destellos. Marshak explicó:

A Lightning no le importa el sol ni la ubicación de EPIC.

Los investigadores también trazaron ángulos para determinar que la luz se reflejaba en las partículas de hielo que flotaban en el aire casi horizontalmente.

Otra característica de los datos EPIC ayudó a confirmar que los destellos provenían de una gran altitud, no simplemente del agua en el suelo. Dos canales en el instrumento están diseñados para medir la altura de las nubes, y cuando los científicos acudieron a los datos encontraron altos cirros, de 3 a 5 millas (5 a 8 kilómetros) donde se encontraban los destellos. Marshak dijo:

La fuente de los flashes definitivamente no está en el suelo. Definitivamente es hielo, y muy probablemente reflejo solar de partículas orientadas horizontalmente.

La detección de destellos como este desde mucho más lejos que en este caso podría ser utilizada por otras naves espaciales para estudiar exoplanetas, dijo. Sin embargo, como científico de la Tierra, Marshak ahora está investigando qué tan comunes son estas partículas de hielo horizontales y si son lo suficientemente comunes como para tener un impacto medible en la cantidad de luz solar que pasa a través de la atmósfera. Si es así, es una característica que podría incorporarse en los modelos de computadora de cuánto calor está llegando y saliendo de la Tierra.

En pocas palabras: la nave espacial DSCOVR se utiliza principalmente para estudiar el viento solar y sus efectos en la Tierra. Pero una cámara doméstica a bordo del DSCOVR, llamada EPIC, también captó la luz solar sobre la tierra. El destello proviene de cristales de hielo orientados horizontalmente a gran altitud en la atmósfera de la Tierra.

A través de la NASA