Tracers - Nuvens e Trilhas

A trilha de vapor luminoso de alumínio tri-metil (TMA) revela ventos neutros, tesouras, ondas gravitacionais e instabilidades na atmosfera superior de alta latitude.‎

‎Créditos: NASA

Usado pela primeira vez como foguetes sonoros   voadores na década de 1950, pesquisas científicas com experimentos que injetam rastreadores de vapor na atmosfera superior ajudaram muito a nossa compreensão do ambiente próximo ao espaço do nosso planeta. Esses materiais tornam visíveis os fluxos naturais de partículas ionizadas e neutras, seja por luminescência em comprimentos de onda distintos na parte visível e infravermelha do espectro ou pela dispersão da luz solar.‎

‎O tipo de vapor selecionado para criar essas nuvens coloridas e trilhas depende do propósito da investigação, do horário local e da altitude em estudo. Os vapores comumente usados que são liberados no espaço são:

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·         ‎Alumínio tri-metil (TMA),‎

·         ‎Lítio, e‎

·         ‎Bário.‎

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Alumínio tri-metil (TMA)‎

‎O alumínio tri-metil reage com oxigênio e produz quimi-luminescência quando exposto à atmosfera. Os produtos da reação são óxido de alumínio, dióxido de carbono e vapor de água, que também ocorrem naturalmente na atmosfera. As liberações de TMA são mais usadas para estudar os ventos neutros na ionosfera inferior à noite a altitudes de 160 quilômetros ou menos. ‎

Imagem de uma trilha diurna de lítio perto de 68 milhas /110 quilômetros de altitude de um foguete sonoro lançado da Ilha Wallops, Virgínia, em julho de 2013.‎ Créditos: NASA

Lítio‎

‎O vapor de lítio também é usado para estudar ventos neutros na atmosfera superior. O gás de lítio tem uma emissão de banda estreita extraordinariamente brilhante a 670,7 nanômetros, um comprimento de onda na faixa infravermelha, o que permite que ele seja visível durante o dia com câmaras com filtros infravermelhos. Na verdade, o lítio é o único vapor que pode ser capturado durante o dia e também é um dos poucos vapores que podem ser usados em grandes altitudes (124 milhas ou 200 quilômetros) à noite. À noite, sua cor é vermelho brilhante.‎

A nuvem na parte superior esquerda da imagem é devido a uma liberação de bário. A parte roxo-vermelha é o componente ionizado que se alongou ao longo das linhas de campo magnético da Terra. A nuvem roxo-azul que circunda o bário vermelho ionizado é uma combinação de bário neutro e estrôncio. A trilha azul e branca na parte inferior da imagem é de uma trilha de vapor TMA que revela as trilhas de vento neutro em função da altitude.‎

‎Créditos: NASA

Bário

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‎ O bário é usado para estudar o movimento de íons e neutros no espaço. Uma fração de uma nuvem de bário ioniza rapidamente quando exposta à luz solar e tem uma cor vermelho-roxo. Seus movimentos podem ser usados para rastrear o movimento das partículas carregadas na ionosfera. O restante da liberação de bário é neutro, com uma cor diferente, e pode ser usado para rastrear o movimento das partículas neutras na atmosfera superior. Uma pequena quantidade de estrôncio ou lítio às vezes é adicionada à mistura de bário para aumentar as emissões neutras de bário, facilitando o controle da nuvem neutra. Uma vez que o observador deve estar na escuridão enquanto a nuvem de bário está na luz do sol, a técnica está limitada às observações do tempo local perto do pôr do sol ou do nascer do sol‎.

NASA