Vikas Sonwalkar, professore emerito, e Amani Reddy, professore associato, hanno scoperto il nuovo tipo di onda che, entrando nella ionosfera a basse latitudini, trasporta l'energia dei fulmini alla magnetosfera. L'energia viene riflessa verso l'alto dal limite inferiore della ionosfera, a circa 88 chilometri di altitudine, nell'emisfero opposto.

In precedenza si credeva che l'energia dei fulmini rimanesse intrappolata nella ionosfera e quindi non raggiungesse le fasce di radiazione, scrivono gli autori nell'articolo pubblicato su Science Advances. Le fasce di radiazione, note anche come  fasce di Van Allen, sono due zone toroidali molto complesse all'interno della magnetosfera terrestre, in cui si accumulano particelle cariche (plasma), per lo più prodotto dal vento solare.

"Noi come società dipendiamo dalla tecnologia spaziale", ha affermato Sonwalkar. "I moderni sistemi di comunicazione e navigazione, i satelliti e le navicelle spaziali con astronauti a bordo incontrano particelle energetiche nocive delle fasce di radiazione, che possono danneggiare i dispositivi elettronici e causare il cancro".
"Avere una migliore comprensione delle fasce di radiazione e della varietà di onde elettromagnetiche che le colpiscono, comprese quelle che hanno origine nei fulmini terrestri, è fondamentale per le operazioni umane nello spazio", ha affermato.

 
Un altro "fischio"

La scoperta di Sonwalkar e Reddy è un tipo di onda fischiante (perché produce un suono) chiamato "specularly reflected whistler" ("fischiatore riflesso specularmente").

Nella loro ricerca, gli autori hanno utilizzato i dati sulle onde di plasma delle sonde Van Allen della NASA, lanciate nel 2012 e operative fino al 2019 e, i dati sui fulmini del World Wide Lightning Detection Network. Sviluppando un modello di propagazione delle onde e considerando i "specularly reflected whistler", hanno mostrato che l'energia dei fulmini che raggiunge la magnetosfera è il doppio di quanto si pensasse in precedenza.

L'analisi dei dati delle onde di plasma delle sonde Van Allen indica che i "fischiatori riflessi specularmente" sono un fenomeno magnetosferico comune anche perché la maggior parte dei fulmini si verifica alle basse latitudini, che sono regioni tropicali e subtropicali soggette allo sviluppo di temporali.

"Ciò implica che i whistler riflessi specularmente probabilmente trasportano una parte maggiore dell'energia dei fulmini alla magnetosfera rispetto a quella trasportata dai whistler riflessi magnetosfericamente", ha affermato Sonwalkar.

Invece, l'energia dei fulmini che entra nella ionosfera a latitudini più elevate raggiunge la magnetosfera come un diverso tipo di onda fischiante chiamata "magnetospherically reflected whistler" ("fischiatore riflesso magnetosfericamente"), che subisce una o più riflessioni all'interno della magnetosfera.

La ionosfera è uno strato dell'atmosfera superiore della Terra caratterizzato da un'elevata concentrazione di ioni ed elettroni liberi. È ionizzata dalla radiazione solare e dai raggi cosmici, il che la rende conduttiva e cruciale per le comunicazioni radio perché riflette e modifica le onde radio.

La magnetosfera terrestre è una regione dello spazio che circonda il pianeta ed è creata dal campo magnetico terrestre. Fornisce una barriera protettiva che impedisce alla maggior parte delle particelle del vento solare di raggiungere l'atmosfera e danneggiare la vita e la tecnologia.

La ricerca di Sonwalkar e Reddy dimostra che entrambi i tipi di whistler coesistono nella magnetosfera.