El Volcán Calbuco de Chile produjo un "Ojo de Buey" y Airglow...

OJO de buey volcánico: El Volcán Calbuco de Chile cuando estalló el 22 de abril, los penachos de ceniza y gas volcánico se dispararon a más de 50.000 pies por encima de la superficie de la Tierra. Orbitando arriba en la oscuridad del espacio, el satélite NOAA/NASA Suomi NPP observó el efecto de la explosión. La noche había caído sobre el volcán durante la madrugada del 23 de abril cuando una cámara de poca luz en el satélite fotografió un patrón de "ojo de buey" de ondas centrado en la pluma de levantamiento:

 

Ondas en el agua como estos han sido observadas antes, muy por encima de la fuerte tormenta. Se llaman "ondas gravitatorias", esencialmente, las ondas de presión y temperatura excitadas por el movimiento ascendente del aire. (La Gravedad no varía dentro de las olas, las olas recibe su nombre por el hecho de que la gravedad actúa como una fuerza restauradora vertical que trata de restablecer el equilibrio de aire moviendo hacia arriba y abajo).

 

Las olas son visibles porque brillan. Los lectores de spaceweather han visto el fenómeno antes - se llama "sistema". Airglow es causada por una variedad de reacciones químicas en la atmósfera superior impulsada principalmente por la radiación ULTRAVIOLETA solar. Ondas gravitatorias y la ondulación lejos del eje central de una tormenta eléctrica o, en este caso, un volcán, causar perturbaciones de temperatura y densidad en la atmósfera superior. Esas perturbaciones alteran las tasas de reacción química del sistema, llevando a bandas menos brillante o más brillante dependiendo de si las tarifas son en aumentó o disminuyó, respectivamente.

 

Nota Quelonia: Este es el fenómeno:

 

Tomada por Tom A. Warner el 20 de agosto de 2014 @ nuevo Underwood, Dakota del sur

 

Airglow:

El Sistema (también llamado brillo nocturno) es una débil emisión de luz por una atmósfera planetaria. En el caso de la atmósfera de la tierra, este fenómeno óptico provoca que el cielo de noche para no ser completamente oscuro, incluso después de desconectar los efectos de la luz de las estrellas y la luz difusa desde el otro lado.

 

Crédito: ESO/Y. Beletsky

 

Los Airglow son causados por varios procesos en la atmósfera superior, tales como la recombinación de los átomos, que fueron foto ionizados por el Sol durante el día, luminiscencia causada por los rayos cósmicos llamativos en la atmósfera superior y quimioluminiscencia causada principalmente por oxígeno y nitrógeno reacciona con los iones del oxhidrilo a una altura de unos cien kilómetros. No es notable durante el día debido a la luz del Sol dispersada.

 

Incluso en los mejores observatorios terrestres, el sistema limita la sensibilidad de los telescopios en longitudes de onda visibles. En parte por esta razón, los telescopios espaciales como el telescopio espacial Hubble pueden observar objetos mucho más débil que los telescopios terrestres actuales en longitudes de onda visibles.

 

El sistema por la noche puede ser lo suficientemente brillante para ser visto por un observador y es generalmente de color azul. Aunque las emisiones de airglow son bastante uniforme a través de la atmósfera, para un observador en el suelo aparece más brillante en unos 10 grados sobre el horizonte, porque el menor que se ve, cuanto mayor sea la profundidad del ambiente uno está mirando a través. Muy baja, sin embargo, extinción atmosférica reduce el brillo aparente del sistema.

 

Un mecanismo airglow es cuando un átomo de nitrógeno se combina con un átomo de oxígeno para formar una molécula de óxido nítrico (NO). En el proceso, se emite un fotón. Este fotón puede tener cualquiera de las varias características diferentes longitudes de onda de moléculas de óxido nítrico. Los átomos libres están disponibles para este proceso, porque las moléculas de nitrógeno (N2) y oxígeno (O2) son disociadas por la energía solar en las partes altas de la atmósfera y pueden encontrarse mutuamente. Otras especies que pueden crear resplandor del aire en la atmósfera son oxhidrilo (OH),  oxígeno atómico (O), sodio (Na) y litio (Li). Capa de sodio .

 

La luminosidad del cielo es típicamente citada en unidades de magnitudes astronómicas por sexagesimal cuadrado del cielo.

 

El sistema sobre el horizonte, capturado desde la ISS

 

Cometa Lovejoy pasando por detrás de sistema de la Tierra el 22 de diciembre de 2011

 

Crédito: NASA/Dan Burbank

 

Cálculo de los efectos del sistema

 

Para calcular la intensidad relativa de airglow, debemos convertir la magnitud aparente en los flujos de fotones; Esto claramente depende del espectro de la fuente, pero lo ignora inicialmente. En longitudes de onda visibles, necesitamos el parámetro S0(V), la energía por centímetro cuadrado de la abertura y micrómetros de longitud de onda producida por una estrella de magnitud cero, para convertir la magnitud aparente en los flujos--S_ {0} (V) = 4.0\times 10 ^ {-12} W cm−2 µm−1. [6] si tomamos el ejemplo de un V = 28 estrella observada a través de un filtro de banda normal V (B = 0.2 µm bandpass, frecuencia \nu \sim 6\times10 ^ {14} Hz), el número de fotones que recibimos por centímetro cuadrado del telescopio de abertura por segundo de la fuente es N_ {s}:

N_{s}=10^{-28/2.5}\times\frac{s_{0}(V) \times B} {h\nu}

(donde h es la constante de Planck; h \nu es la energía de un fotón de frecuencia \nu).

 

En banda en V, la emisión de airglow es V = 22 por arco-segundo cuadrado en un Observatorio de gran altitud en una noche sin luna; en excelentes condiciones ver, la imagen de una estrella será de 0.7 segundos arco al otro lado con una superficie de 0,4 cuadrado de arco segundos, y así la emisión del sistema sobre el área de la imagen corresponde a de V = 23. Esto da el número de fotones de airglow, N_ {a}:

N_{a}=10^{-23/2.5}\times\frac{s_{0}(V) \times B} {h\nu}

La señal a ruido para una observación terrestre ideal con un telescopio de la zona A (ignorando las pérdidas y el ruido de detector), derivadas de las estadísticas de Poisson, es solamente:

S/N = \sqrt{A}\times\frac{N_{s}}{\sqrt{N_{s}+N_{a}}}

 

Si asumimos un telescopio terrestre ideal de 10 m de diámetro y una estrella sin resolver: cada segundo, sobre un parche del tamaño de la imagen ver ampliado de la estrella, 35 fotones llegan de la estrella y 3500 de aire-resplandor. Así, más de una hora, aproximadamente 1.3\times 10 ^ 19:00 3500 fotones llegan desde el aire-resplandor y aproximadamente 1.3 \times 10 ^ 5 llegan desde la fuente; Así que se trata de la relación señal/ruido: \frac{1.3 \times 10 ^ 5} {\sqrt {\times 1.3 10 ^ 7}} = 36

 

Podemos comparar esto con respuestas "reales" de las calculadoras de tiempo de exposición. Para un telescopio de 8 m unidad Very Large Telescope, según la calculadora de tiempo de exposición FORS que necesita 40 horas de observación de tiempo para llegar a V = 28, mientras que el 2,4 m Hubble sólo tarda 4 horas según la calculadora de tiempo de exposición de ACS. Un hipotético 8 m telescopio Hubble llevaría unos 30 minutos.

 

Debe quedar claro a partir de este cálculo que reduciendo el tamaño del campo de visión puede hacer que los objetos más tenues más detectable contra el sistema; por desgracia, técnicas de óptica adaptativa que reducen el diámetro del campo de visión de un telescopio basado en tierra por un orden de magnitud sólo aún trabajan en el infrarrojo, donde el cielo es mucho más brillante. Un telescopio espacial no está restringido por el campo de visión, ya que ellos no se ven afectados por sistema.

 

El Sistema se produce cerca de 100 kilómetros por encima de la superficie de la Tierra junto a los meteoros, las nubes noctilucentes e incluso algunas auroras. Esto hace airglow--y el blanco encima de Calbuco--un fenómeno meteorológico cierto en el espacio.

 

Crédito: SpaceWeather

 

Crédito: Wikipedia

 

Traducción y nota: El Quelonio Volador