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SOFIA: nuovo metodo per analizzare l’atmosfera terrestre

SOFIA diventerà il nuovo metodo per analizzare l’atmosfera terrestre. Lo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy è un progetto in collaborazione tra la NASA e del Centro aerospaziale tedesco, DLR. Questo strumento è stato ampiamente utilizzato per riuscire ad osservare molti oggetti nell’universo. Tra questi sono presenti i buchi neri, le galassie e persino la Luna.

Il ricercatore tedesco Heinz Hübers, dieci anni fa, ha guidato un team per poter migliorare uno degli strumenti a infrarossi di SOFIA con una nuova tecnologia laser. Si tratta del ricevitore tedesco per l’astronomia a frequenze Terahertz, o GREAT. Il ricercatore ritiene che non soltanto la modifica consentirà un’agevolazione nell’analizzare il lontano cosmo, ma potrà anche essere utilizzato molto più vicino.

SOFIA: metodo per analizzare l’atmosfera terrestre

Hübers, direttore dell‘Istituto di ottica di DLR Sensor Systems e professore all’Università Humboldt di Berlino, ha dichiarato che: SOFIA è in grado di guardare attraverso l’atmosfera della Terra mentre osserva l’universo al di là. Poi ho pensato che sarebbe stato affascinante un giorno raccogliere dati da questo strumento. In questo ho potuto beneficiare degli studi sulla nostra atmosfera”.

Hübers, è riuscito a dimostrare che SOFIA può essere utilizzato per poter analizzare l’atmosfera terrestre. Recentemente, a riguardo, ha pubblicato un documento con dei dati precisi. Lo studio, per la prima volta, ha misurato direttamente l’ossigeno in una delle regioni meno conosciute dell’alta atmosfera terrestre, la mesosfera e la termosfera inferiore.

I risultati di SOFIA hanno confermato, in modo molto completo, ciò che la teoria, le misurazioni dirette e indirette avevano previsto sulla concentrazione di ossigeno in questa regione atmosferica. Questi dati riescono a rafforzare ulteriormente alcune delle scienze di base su come l’energia solare viene scambiata tra la superficie e lo spazio.

I risultati ottenuti dallo studio sono stati pubblicati su Nature Communications Earth and Environment.

SOFIA: i dati raccolti

SOFIA, è riuscito ad osservare una particolare forma di ossigeno non legato. Questo è noto come ossigeno atomico, che si distingue con la formula chimica O2 vivificante localizzata sulla superficie terrestre.

L’ossigeno atomico svolge un ruolo fondamentale per quanto riguarda il raffreddamento dell’alta atmosfera. Per questo motivo questo componente viene utilizzato per poter stimare le temperature in questa regione.

I modelli climatici prevedono che un aumento dei gas a effetto serra potrà innalzare le temperature nella bassa atmosfera, ma diminuirà le temperature nella mesosfera.

I ricercatori ritengono che un monitoraggio più accurato della temperatura della mesosfera, potrà migliorare la comprensione della relazione che esiste tra l’atmosfera inferiore e superiore. Le misurazioni dirette effettuate da SOFIA potranno migliorare queste stime di temperatura.

La mesosfera e la termosfera, ad un’altezza si circa 48 chilometri, sono molto difficoltose da analizzare. I telescopi terrestri vengono ostacolati dalla distorsione del vapore acqueo nella bassa atmosfera. I satelliti ad alta quota invece si basano su altre sostanze per dedurre i livelli di ossigeno, ma non riescono a raccogliere misurazioni dirette. Delle brevi istantanee su queste regioni sono state raccolte dagli strumenti inviati tramite i razzi e sullo Space Shuttle negli anni ’90.

SOFIA, riesce ad innalzarsi ad un’altezza di circa 11 chilometri. In questo modo riesce a superare il 99,9% del vapore acqueo nell’atmosfera. Inoltre, è abbastanza grande da portare con se gli strumenti a infrarossi necessari per misurare direttamente l’ossigeno.

SOFIA, ha già fornito una raccolta di dati atmosferici della Terra relativi a molte stagioni e luoghi. Nonostante ciò, gli astronomi li hanno sempre trattati come dati atmosferici di fondo, filtrandoli dai dati di ricerca dei copri celesti.

SOFIA e i dati dell’atmosfera terrestre

Hübers, nonostante ritenesse che i dati atmosferici ricavati da SOFIA fossero importanti, a comunque impiegato anni affinché venissero sviluppati gli strumenti e i processi giusti per poterli calibrare e analizzare.

Hübers, ha spiegato che: “Visto i nostri precedenti successi e il forte segnale dalla Terra, aveva senso creare gli strumenti necessari per analizzare l’ossigeno atomico nell’atmosfera terrestre. Sebbene i dati atmosferici fossero davvero un sottoprodotto delle nostre osservazioni astronomiche, siamo molto lieti di vedere che SOFIA può contribuire a comprendere meglio il nostro pianeta”.

Il lavoro può davvero rivelarsi estremamente prezioso. Un risultato molto importante è stato ottenuto dai dati raccolti nel 2015. Questi sono stati raccolti durante un volo scientifico di SOFIA, decollato da Palmdale, in California. In questa occasione il telescopio è stato puntato verso la nebulosa Jellyfish di forma globulare, a 5.000 anni luce di distanza, durante il quale sono stati raccolti i dati atmosferici della Terra.

Ulteriori informazioni sull’atmosfera terrestre

Le osservazioni di SOFIA dalla Nuova Zelanda hanno fornito delle nuove misurazioni. I dati sono stati raccolti durante i mesi invernali dell’emisfero australe e durante i recenti voli da Colonia, in Germania. Le osservazioni raccolte potranno fornire molte informazioni su come questa regione dell’atmosfera cambia a seconda delle stagioni e dei luoghi.

Fonte:

https://www.nasa.gov/feature/sofia-offers-new-way-to-study-earth-s-atmospher

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