Un silbido es una onda electromagnética (de radio) de muy baja frecuencia (VLF ) generada por un rayo . [1] Las frecuencias de los silbidos terrestres son de 1 kHz a 30 kHz, con frecuencias máximas generalmente de 3 kHz a 5 kHz. Aunque son ondas electromagnéticas, se producen en frecuencias de audio y pueden convertirse en audio mediante un receptor adecuado . Son producidos por la caída de un rayo (principalmente dentro de la nube y en trayectoria de retorno) donde el impulso viaja a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra de un hemisferio al otro. Sufren una dispersión de varios kHz debido a la velocidad más lenta de las frecuencias más bajas a través de los entornos de plasma de la ionosfera y la magnetosfera . Por tanto, se perciben como un tono descendente que puede durar unos segundos. El estudio de los silbadores los clasifica en los tipos Pure Note, Diffuse, 2-Hop y Echo Train.
Las naves espaciales Voyager 1 y 2 detectaron actividad similar a un silbato en las cercanías de Júpiter conocida como "Jovian Whistlers", [2] que respalda las observaciones visuales de relámpagos realizadas por la Voyager 1. [3]
Se han detectado silbidos en la envoltura magnética de la Tierra , donde a menudo se les llama "rugidos de león" debido a sus frecuencias de decenas a cientos de Hz. [4]
El pulso de energía electromagnética de la descarga de un rayo que produce silbidos contiene una amplia gama de frecuencias por debajo de la frecuencia del ciclotrón del electrón . Debido a las interacciones con los electrones libres en la ionosfera, las ondas se vuelven altamente dispersivas y, al igual que las ondas guiadas, siguen las líneas del campo geomagnético. Estas líneas proporcionan al campo una influencia de enfoque suficiente y evitan la dispersión de la energía del campo. Sus trayectorias llegan al espacio exterior hasta 3 o 4 veces el radio de la Tierra en el plano del ecuador y traen la energía de las descargas de rayos a la Tierra en un punto del hemisferio opuesto, que es el conjugado magnético de la posición de emisión de radio de silbadores. Desde allí, las ondas de silbato se reflejan de regreso al hemisferio en el que comenzaron. La energía se refleja casi perfectamente desde la superficie de la tierra 4 o 5 veces con una mayor dispersión y una amplitud decreciente. A lo largo de caminos tan largos, la velocidad de propagación de la energía está entre c/10 y c/100 (donde c es la velocidad de la luz) y el valor exacto depende de la frecuencia.
El calentamiento modulado de la ionosfera inferior con un conjunto de calentadores de alta frecuencia también se puede utilizar para generar ondas VLF que excitan la propagación en modo silbato. Al transmitir ondas HF de alta potencia con una envolvente de potencia modulada VLF a la ionosfera de la región D, se puede modular la conductividad del plasma ionosférico. Esta modulación de la conductividad, junto con los campos electrojetes naturales, produce una antena virtual que irradia a la frecuencia de modulación. El conjunto de calentadores HAARP HF se ha utilizado para excitar señales VLF en modo silbato detectables en el punto conjugado magnético, con hasta 10 saltos visibles en los datos VLF recibidos. [5]
Los silbidos probablemente se escucharon ya en 1886 en largas líneas telefónicas, pero la descripción temprana más clara fue la de Heinrich Barkhausen en 1919. El científico británico Llewelyn Robert Owen Storey había mostrado silbidos generados por rayos en su tesis doctoral de 1953 . [1] [6] [7] Casi al mismo tiempo, Storey había postulado la existencia de silbidos que significaban que el plasma estaba presente en la atmósfera de la Tierra y que movía las ondas de radio en la misma dirección que las líneas del campo magnético de la Tierra . [6] [7] De esto dedujo, pero no pudo probar de manera concluyente, la existencia de la plasmasfera , una capa delgada entre la ionosfera y la magnetosfera . [7] En 1963, el científico estadounidense Don Carpenter y el astrónomo soviético Konstantin Gringauz, independientemente uno del otro, y este último utilizando datos de la nave espacial Luna 2 , demostraron experimentalmente la existencia de la plasmasfera y la plasmapausa , basándose en el pensamiento de Storey. [6]
El ingeniero eléctrico estadounidense Robert Helliwell también es conocido por su investigación sobre los silbadores. Helliwell y uno de sus estudiantes, Jack Mallinckrodt, estaban investigando el ruido de los rayos en frecuencias de radio muy bajas en la Universidad de Stanford en 1950. Mallinckrodt escuchó algunos silbidos y los llamó la atención de Helliwell. [8] Como Helliwell recordó en un artículo de la edición de octubre de 1982 del Stanford Engineer , inicialmente pensó que era un artefacto , pero permaneció vigilando por radio con Mallinckrodt hasta que escuchó a los silbadores él mismo. Helliwell describió estos sonidos como "extraños, extraños e increíbles como platillos voladores" en un artículo de 1954 en el Palo Alto Times . [8] Helliwell intentó comprender el mecanismo involucrado en la producción de silbatos. Realizó experimentos en la estación Siple del VLF en la Antártida Occidental , que estuvo activa de 1971 a 1988. [8] Dado que la longitud de onda de las señales de radio VLF es muy grande (una frecuencia de 10 kHz corresponde a una longitud de onda de 30 kilómetros (19 mi )), la estación Siple tenía una antena de 21 km (13 millas) de largo. La antena se utilizó para transmitir señales de radio VLF a la magnetosfera de la Tierra, para ser detectadas en Canadá . Fue posible inyectar estas señales en la magnetosfera, ya que la ionosfera es transparente a estas bajas frecuencias. [8]
Los Whistlers fueron nombrados por los operadores de radio británicos de la Primera Guerra Mundial . [6] En el espectrograma de banda ancha , la característica observada de un silbador es que el tono desciende rápidamente en unos pocos segundos, casi como una persona silbando o una granada entrante , de ahí el nombre "silbadores". [6]
Un tipo de señal electromagnética que se propaga en la guía de ondas Tierra-ionosfera , conocida como señal radioatmosférica o esférica , puede escapar de la ionosfera y propagarse hacia la magnetosfera. La señal es propensa a propagarse en modo rebote, reflejándose hacia adelante y hacia atrás en lados opuestos del planeta hasta que queda totalmente atenuada. Para aclarar en qué parte de este patrón de salto se encuentra la señal, se especifica mediante un número, que indica la parte de la ruta de rebote en la que se encuentra actualmente. [9] En su primer camino ascendente, se le conoce como . Después de pasar el ecuador geomagnético , se le conoce como . El signo + o - indica propagación hacia arriba o hacia abajo, respectivamente. El número representa el medio rebote actualmente en curso. La señal reflejada es redesignada , hasta pasar nuevamente el ecuador geomagnético; luego se llama , y así sucesivamente.0+1−1+2−