Equipos de estudiantes de tres universidades de Estados Unidos se convirtieron en los primeros en medir lo que los científicos han predicho desde hace mucho tiempo: los eclipses pueden generar ondas en la atmósfera de la Tierra llamadas ondas de gravedad atmosféricas. La firma reveladora de las ondas surgió en los datos capturados durante el eclipse solar anular norteamericano del 14 de octubre de 2023, como parte del Proyecto Nacional de Globos Meteorológicos para Eclipses (NEBP, por sus siglas en inglés) patrocinado por la NASA.
A través del NEBP, equipos de estudiantes de secundaria y universitarios se situaron a lo largo de la trayectoria del eclipse a través de varios estados de Estados Unidos, donde lanzaron globos meteorológicos que transportaban paquetes de instrumentos diseñados para realizar estudios de ingeniería o experimentos científicos atmosféricos. Un grupo de equipos científicos ubicados en Nuevo México recopiló los datos que vinculan definitivamente el eclipse con la formación de ondas de gravedad atmosféricas, un hallazgo que podría conducir a una mejor previsión meteorológica.
«Entender cómo reacciona la atmósfera en el caso especial de los eclipses nos ayuda a comprender mejor la atmósfera, lo que a su vez nos ayuda a hacer predicciones meteorológicas más precisas y, en última instancia, a comprender mejor el cambio climático».
Atrapando olas en Nuevo México
Los equipos de globos aerostáticos anteriores también habían buscado ondas de gravedad atmosférica durante eclipses anteriores, una investigación que contó con el apoyo de la NASA y la Fundación Nacional de la Ciencia. En 2019, un equipo de NEBP estacionado en Chile recopiló datos prometedores, pero los lanzamientos de globos cada hora no proporcionaron suficientes detalles. Los intentos de repetir el experimento en 2020 se vieron frustrados por las restricciones de viaje por COVID-19 en Argentina y una fuerte tormenta que impidió la recopilación de datos en Chile.
Los líderes del proyecto tuvieron en cuenta estas lecciones aprendidas al planificar para 2023, programando lanzamientos de globos cada 15 minutos y sopesando cuidadosamente las ubicaciones con el mejor potencial de éxito.
«Nuevo México parecía especialmente prometedor», dijo Jie Gong, investigador del Laboratorio de Clima y Radiación de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland, y coinvestigador de la investigación sobre ondas de gravedad atmosférica. «La mayoría de las fuentes de gravedad atmosférica son la convección, los sistemas meteorológicos y las montañas. Queríamos eliminar todas esas posibles fuentes».
El proyecto creó un «supersitio» en Nuevo México en la ciudad de Moriarty, donde se agruparon cuatro equipos de científicos atmosféricos: dos de la Universidad Estatal de Plymouth en Plymouth, New Hampshire, y uno de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY) Albany y otro de la SUNY Oswego.
Los estudiantes comenzaron a lanzar globos a las 10 a.m. el día antes del eclipse.
«Trabajaron en turnos durante el día y la noche, y luego todos estaban en el sitio para el eclipse», dijo Eric Kelsey, profesor asociado de investigación en Plymouth State y líder regional del noreste del NEBP.
Cada globo lanzado por los equipos científicos llevaba una radiosonda, un paquete de instrumentos que medía la temperatura, la ubicación, la humedad, la dirección del viento y la velocidad del viento durante cada segundo de su ascenso a través de la atmósfera. Las radiosondas transmitían este flujo de datos sin procesar al equipo en el terreno. Los estudiantes cargaban los datos en un servidor compartido, donde Gong y dos estudiantes de posgrado pasaron meses procesándolos y analizándolos.
La confirmación de que el eclipse había generado ondas de gravedad atmosféricas en los cielos de Nuevo México llegó en la primavera de 2024.
«Reunimos todos los datos según el tiempo y, cuando graficamos esa serie temporal, ya podía ver las rayas en la señal», dijo Gong. «Envié correos electrónicos a todos. Estábamos muy emocionados».
Para los estudiantes, las curvas de aprendizaje brindan oportunidades
El programa ofreció a muchos estudiantes su primera experiencia en la recopilación de datos. Pero los beneficios van más allá de las habilidades técnicas y científicas.
«Los estudiantes aprendieron muchísimo practicando el lanzamiento de globos meteorológicos», dijo Kelsey. «Fue una curva de aprendizaje enorme. Tuvieron que trabajar juntos para resolver toda la logística y solucionar problemas. Es una buena práctica de habilidades de trabajo en equipo».
«Todo esto es técnicamente complicado», dijo Des Jardins. «Si bien ahora el enfoque está en el resultado científico, la parte más importante es que fueron los estudiantes quienes lo hicieron posible».
Con información de NASA
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