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Ciencia de Airglow

Ciencia de Airglow
Ciencia de Airglow

Vídeo: ESOcast 78: Airglow 2024, Mayo

Vídeo: ESOcast 78: Airglow 2024, Mayo
Anonim

Airglow, tenue luminiscencia de la atmósfera superior de la Tierra causada por la absorción selectiva de las moléculas de aire y los átomos de la radiación solar ultravioleta y la radiación X. La mayor parte del resplandor aéreo emana de la región a unos 50 a 300 km (31 a 180 millas) sobre la superficie de la Tierra, con el área más brillante concentrada en altitudes de alrededor de 97 km (60 millas). A diferencia de la aurora, Airglow no exhibe estructuras como arcos y se emite desde todo el cielo en todas las latitudes en todo momento. El fenómeno nocturno se llama resplandor nocturno. El resplandor diurno y el resplandor crepuscular son términos análogos.

La luminiscencia fotoquímica (que también se llama quimioluminiscencia) es causada por las reacciones químicas de la radiación solar entrante con átomos y moléculas presentes en la atmósfera superior. La luz solar suministra la energía necesaria para elevar estos materiales a estados excitados, y a su vez producen emisiones a longitudes de onda particulares. Los científicos atmosféricos con frecuencia observan emisiones de sodio (Na), radicales hidroxilo (OH), oxígeno molecular (O 2) y oxígeno atómico (O). Las emisiones de sodio se producen en la capa de sodio (unos 50 a 65 km [31 a 40 millas] sobre la superficie de la Tierra), mientras que las emisiones de OH, oxígeno molecular y oxígeno atómico se concentran más a altitudes de 87 km (54 millas), 95 km (60 millas) y 90–100 km (56–62 millas), respectivamente.

La radiación emitida por estas moléculas y átomos se puede observar en la parte visible del espectro electromagnético. La longitud de onda de las emisiones de sodio es de aproximadamente 590 nm, por lo que aparecen de color amarillo anaranjado. Las longitudes de onda de las emisiones de OH y oxígeno molecular, sin embargo, abarcan amplias bandas que van desde aproximadamente 650 a 700 nm (rojo) y 380 a 490 nm (violeta a azul), respectivamente. Por el contrario, las emisiones de oxígeno atómico se producen en tres longitudes de onda distintas ubicadas a 508 nm (verde), 629 nm (naranja-rojo) y 632 nm (rojo) dentro del espectro electromagnético.

Nightglow es muy débil en la región visible del espectro; La iluminación que proporciona a una superficie horizontal en el suelo es casi la misma que la de una vela a una altura de 91 metros (300 pies). Es posiblemente aproximadamente 1,000 veces más fuerte en la región infrarroja.

Las observaciones de la superficie de la Tierra y los datos de naves espaciales y satélites indican que gran parte de la energía emitida durante el resplandor nocturno proviene de procesos de recombinación. En uno de estos procesos, la energía radiante se libera cuando los átomos de oxígeno se recombinan para formar oxígeno molecular, O 2, que originalmente se había disociado al absorber la luz solar. En otro proceso, los electrones e iones libres (especialmente el oxígeno atómico ionizado) se recombinan y emiten luz.

Durante el día y durante el crepúsculo, el proceso de dispersión de resonancia de la luz solar por sodio, oxígeno atómico, nitrógeno y óxido nítrico parece contribuir al brillo del aire. Además, las interacciones entre los rayos cósmicos del espacio profundo y los átomos y moléculas neutrales de la atmósfera superior pueden desempeñar un papel en los fenómenos nocturnos y diurnos en las altas latitudes.