Installato nel 2021, anche questo sistema come il magnetometro, permette di controllare l’attività solare sebbene utilizzi lo studio indiretto delle perturbazioni ionosferiche (Sudden Ionospheric Disturbance) causate da eventi solari mediante monitoraggio in banda radio VLF delle variazioni di potenza del segnale proveniente da stazioni lontane ricevuto attraverso la riflessione sulla ionosfera.
Il ricevitore installato al Copernico, anch’esso realizzato da RadioAstroLab di Senigallia, è sintonizzato sulla stazione NATO VLF di Tavolara (Sardegna), operante alla frequenza di 20.270 kHz.
Di seguito potete vedere una perturbazione della nostra ionosfera catturata sia da questo strumento sia dal magnetometro installato sempre presso l’osservatorio.
I dati sono sempre confrontati con la sezione SID sul sito di riferimento dell’American Association of Variable Star Observers (AAVSO)
Background scientifico
Gli effetti correlati alle comunicazioni radio terrestri sono dovuti all’esistenza delle regioni D ed E della ionosfera.
Il segnale radio prodotto dal trasmettitore VLF raggiunge il ricevitore attraverso due percorsi. Uno di questi corre lungo il terreno ed è chiamato “ground-wave”, l’altro è attraverso la “riflessione” della ionosfera, chiamata onda ionosferica, spesso conosciuta come “Sky-wave”.
Questi due percorsi hanno lunghezze diverse e portano alla formazione di un schema di interferenza. Le diverse lunghezze del percorso per i due segnali fanno sì che le fasi di questi segnali differiscano quando arrivano al ricevitore. La differenza di fase dipende dalla distanza tra trasmettitore e ricevitore e può comportare una cancellazione oppure un rinforzo.
Durante il giorno la Sky-wave è attenuata nel suo percorso all’interno dello strato D della ionosfera, inoltre l’onda terrestre, la ground-wave, si indebolisce progressivamente man mano che il ricevitore si allontana dal trasmettitore. Dopo il tramonto lo strato D, che è ionizzato principalmente dai raggi solari ultravioletti, scompare rapidamente e con esso tutta la ionizzazione che assorbe parte del segnale. La “riflessione” ora si verifica dalla parte inferiore dello strato E a circa 90 -100 km di altitudine.
Il risultato è che una volta che il punto medio del percorso dell’onda è in ombra a 100 km di altitudine, la potenza del segnale di solito aumenta in modo significativo, mentre il segnale della ground-wave rimane invariato. Pertanto, la ricezione notturna è caratterizzata da ampie e rapide oscillazioni della potenza del segnale a seconda della quota alla quale avviene la riflessione dallo strato E.
Quando il sole è attivo, possono verificarsi forti brillamenti solari che colpiscono con raggi ultravioletti e raggi X il lato illuminato della Terra. I raggi X penetrano nella regione D, rilasciando elettroni che aumenteranno rapidamente l’assorbimento, causando un blackout radio ad alta frequenza (3 – 30 MHz).
Durante questo intervallo temporale i segnali VLF (3 – 30 kHz) saranno riflessi dallo strato D invece che dallo strato E, dove l’aumento della densità atmosferica provoca l’assorbimento dell’onda e quindi lo smorzamento del segnale. Il risultato è quindi che la Sky-wave è più intensa e porta ad un rapido aumento della potenza del segnale sul ricevitore.
Non appena i raggi X ed ultravioletti terminano, gli elettroni nella regione D si ricombinano rapidamente e questo porta il disturbo ionosferico (SID) ad esaurirsi riportando la propagazione radio ionosferica alle condizioni di normalità.