RADIOTELESCOOP CREËERT OPSTIJGENDE BEL IN IONOSFEER

De Amerikaanse radiotelescoop bij Arecibo, op het eind Puerto Rico in de Caribische Zee, is na zijn vijf jaar durende upgrading nu de krachtigste radiotelescoop ter wereld. Zijn enorme metalen reflector, die een diameter heeft van 305 meter, ligt onbeweeglijk in een natuurlijk dal in het landschap en kijkt altijd min of meer verticaal omhoog. De waarnemingsrichting kan alleen worden veranderd door de zender/ontvanger die boven de schotel hangt over een zekere afstand in horizontale richting te bewegen. Onderzoekers hebben nu ontdekt dat de krachtige radiogolven van de nieuwe zender in staat zijn omvangrijke verstoringen in de ionosfeer te veroorzaken.

De onderzoekers zonden met de reuzenschotel radiostraling met een golflengte van ongeveer 90 meter omhoog en bestudeerden daarna met een radarzender wat die golven in de ionosfeer teweeg hadden gebracht. De radiogolven, met een effectief vermogen van ongeveer 80 megawatt, bleken de ionosfeer nabij de reflectiehoogte van 240 kilometer zodanig te verwarmen dat de dichtheid van het plasma (bestaande uit elektronen en zuurstofionen) daar in een omvangrijk gebied fors verminderde. Zo'n dichtheidsafname was wel eerder waargenomen, maar nu werd voor het eerst gezien dat dit gebied verder opsteeg tot hoogten van meer dan 350 kilometer, dus tot boven de F-lagen: het gebied van maximale ionisatie (Geophysical Research Letters 25, no. 5).

De ijlere, opstijgende plasmabel leek veel op de bellen die langs natuurlijke weg boven equatoriale breedten in de ionosfeer ontstaan. Dat laatste gebeurt onder invloed van het zonlicht, terwijl de bel boven Arecibo in het donker ontstond. De onderzoekers schetsen een ingewikkelde keten van processen die deze kunstmatige bel zou kunnen doen ontstaan. Centraal hierin staat de thermische expansie van het plasma onder invloed van de radiogolven, die tot een versterkte recombinatie van NO en O langs een fluxbuis van magnetische veldlijnen leidt. Doordat dit zeer snel gebeurt, neemt het aantal elektronen en ionen in die fluxbuis af en als gevolg van de onsamendrukbaarheid van het plasma gedraagt dit gebied zich dan als een verticaal opstijgende bel. Dat stijgen gebeurde met een vrij rustige snelheid van 70 meter per seconde, zo laten de radarmetingen zien.

    • George Beekman