Nuestro planeta es una fuente natural de ondas de radio de frecuencias audibles. Un receptor en red del Centro Marshall de Vuelos Espaciales está transmitiendo estas canciones terrestres para que todos podamos oírlas.
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)"
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.
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.
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."
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 muestra de lo que los miembros INSPIRE escuchar y ver el programa de la página de ejemplos sobre los tipos de señales de VLF.
Es la verdadera música de nuestro planeta.
Fuente: NASA
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