Space MagazineのIan O'Neillが最初にGoogle Earthの4D電離層ツールのアイデアを紹介して以来、流星群によって引き起こされた電離層の変化を少しの知識とプログラムで武装した人々が区別して使用できるかどうか疑問に思いました。私が発見したことを話す前に、なぜそんなに長く待つのですか？この種の調査には、科学的方法に基づく制御、多くの研究、世界規模の観測、そしていくつかの流星群の長い歴史が必要なためです。
最初に、地球の電離層について非常に簡潔かつ簡単に話しましょう。宇宙の前に必要な最後のフロンティアです。電離層は、主に太陽と宇宙自体からのエネルギー粒子によって作成されたイオンにちなんで名付けられました。これらのイオンは、電波を反射して層状に配置される電気層を作成します。ボンバードメント中に新しいイオンが作成され、古いイオンは自由電子に直面すると崩壊します。これはコントロールです。特定の機器を介して特定の時間に見られる電離量のバランス–太陽活動、時間帯、季節、さらには高さに依存します。
電離層のF（F1およびF2）層は最も高く、また太陽環境の影響を受ける可能性が最も高い層です。日中は、FとF1のイオン化度が高くなり、F2ゾーンのさまざまな空の化学的性質に到達します。夜には、強いFレイヤーが1つだけあり、夜が進むにつれて薄くなります。この下には、完全に予測不可能で夜に消えるEレイヤーがあります。地球に最も近いのはD層です。D層は、日光にさらされている間に形成され、夜間に消散します。これらはすべて制御モデルでもあり、Google Ionosphereツールで簡単に確認できます。もちろん、常に予測不可能な事態が発生する可能性がありますが、私はこれらの制御モデルを作成しながら、太陽活動、オーロラオーバル、さらには地球の気象パターンをある程度監視していることを考慮に入れてください。
インターネットの魔法のおかげで、私は過去数か月間、世界中の観測者とライブでチャットでき、流星群が彼らの場所で発生し、彼らが視覚的に確認できるものと私が使用して監視できるものを比較することができましたGE 4D Ionosphereツール。時々、結果はそれほど素晴らしいものではないかもしれませんし、別の場合には、まったく驚くべきものになるでしょう。全体を理解するための鍵は、コントロールサンプルと多くの作業を比較することです。しかし、それがどういうものかを説明する前に、流星群が実際に電離層に影響を与えることを科学的に証明したかったので、研究を探しました。
マクニール（et al）によれば、「地球の電離層に対する主要な流星嵐の影響の包括的なモデルが提示されています。モデルには、視覚的なマグニチュード観測、主要な隕石金属、FeとMgの微分アブレーションモデル、および堆積後の隕石金属原子とイオンの化学と輸送の最先端のモデリングに基づく流星流の質量分布が含まれます。金属種の直接イオン沈着の可能性に特に注意が払われます。モデルは、バックグラウンドの金属原子とイオン存在量に対する年間の流星群の影響を計算することによって検証されます。最大1桁の金属イオン密度の増加が観察され、シャワー中の現場測定と一致しています。このモデルは、1966年に報告されたマグニチュードの仮定的なしし座流星嵐に対して実行されます。このモデルは、約1 x 105 cm-3のピーク密度に到達する電離層E領域での金属イオンの層の形成を予測します。静止夜間E領域密度の桁違いの増加。この密度に到達するか、この密度を超える散発的なE層は比較的一般的ですが、影響は日オーダーで持続し、地球のほぼ半分にわたって観察されるという点で異なります。モデルの予測は、利用可能な1966年のしし座の嵐のデータと一致しています。特に、モデル内で想定されているように、夜明け前の散発的なE活動の観測は、隕石金属の効率的な衝突イオン化を示しています。」
では、流星が電離層を通過するとどうなるかについて話しましょう。この地面の下で、私たちはかなりの流れ星の上で「おお、ああああ」と言いますが、そこからアブレーションと呼ばれるプロセスが始まります-流星体粒子が加熱され、原子が沸騰しています。エネルギーと空気分子との衝突に応じて、これらのアブレーションされた流星原子は電離して電子を解放し、正に帯電したイオンと負に帯電した電子を生成します。乳児のイオンは、約10回叩きつけられた後、冷え始めます。これには、80 kmで数ミリ秒から110 kmで1ミリ秒もかかります（Jones、1995によると）。この移行段階では、流星体のすぐ近くのプラズマ密度が大きなジャンプをして、大きなカラムまたは強化された電離の軌跡を生成する可能性があります。研究によると、これらの柱は「花のような」パターンで開き、オーロラの近くで発生するものと似ています（ファーリーとバルズリー）。これらの強化されたイオン化領域は、何マイルにも及ぶ可能性がありますが、自由電子とガスは非常に迅速に再結合します。つまり、散発的な活動について広範囲の電離層モデルを監視することはあまり生産的ではありません。しかし、大規模で予測可能な流星群が発生すると、状況は異なります。
Danielis（et al）によれば、次のように述べています。「メインの気象イオン化層を通過する40以上のロケットフライト（ピークは95 km近く）により、気象金属イオン濃度がサンプリングされました。これらのフライトの5つは、流星群のピーク時またはピーク近くに実施されました。後者の各研究では、観測された隕石イオン濃度はシャワーの結果であると想定されていました。これらの測定値は、シャワー直前の同様の電離層条件に対して行われたベースライン観測によって補完されておらず、平均的な非シャワー分布を使用して厳密な量的比較は行われていません。シャワーの電離層への影響をさらに調査するために、気象電離体制での観測ロケットから得られたすべての公開されたイオン濃度高度プロファイルがスキャンされて、気象イオン濃度のデジタルデータベースが開発されました。これらのデータは、金属イオンの最初の経験的高度プロファイルを提供するために使用されます。観測された平均Mg +濃度は、これまでで最も包括的なモデルによって得られたものよりも低い（McNeil et al。、1996）。このコンパイルされたデータのアンサンブルは、流星群が平均電離層組成に大きな影響を与えることを裏付ける証拠を提供します。観測された隕石層には多くの変動がありますが、流星群の間に観測された昼間の中緯度の全金属イオン濃度のピークは、同じ高度の地域で測定された最高濃度と同等かそれを超える濃度でした。非シャワー期間。」
結論…Google 4D Ionosphereは主要な流星群活動を見つけることができるかどうか？これを試す前に覚えておくべきことがいくつかあります。 ionosphereツールを使用するたびに、通信アラートおよび予測システム（CAPS）Webサイトにアクセスして最新の情報を取得し、プラグインする必要があります。同時に、SPIDR（宇宙物理インタラクティブデータリソース）ページを使用して、管理状況。これで準備が整いました！このレポートに過去数か月間のすべてのコントロールイメージをオーバーロードしないで（そして、私がイメージの操作に精通していないという事実を許してください）、持っているものをお見せしましょう...
ここに表示されているのは、東海岸の夕暮れから始まり、8月12日の西海岸の夜明けに終わる、8月11日の期間中の、基本的に北米のGoogle 4D Ionosphereの編集です。これは、2008年のペルセウス座流星群のピークの間に一夜に起こったもののタイムラインであり、視覚的な流星活動も確認されています。青く見えるのは、許容できるほど良い電離層です。電波、低密度、太陽光などに適しています。明るい赤は、電波伝搬など、何にも影響を与えない高密度です。それが夜に起こることです。だから黒は何ですか？これらは「ホットスポット」、つまりイオン化の激しい領域です。それらはランダムに発生する可能性があり、オーロラ活動によって支援される可能性があります。そして明らかに、それらは流星群活動に起因している可能性があります。
この証拠は、GE 4Dイオノスフィアが、夜が曇っているときに流星群を見る方法であることを示していますか？すべての変数を考慮に入れていることを覚えている場合は、更新して確認してください すべて あなたのデータと科学的制御モデルを実行するために、家庭でのアマチュア研究が少なくとも私たちの面白さを提供できない理由はまったくありません。 Google Earth 4DイオノスフィアはNASAによって承認され、パイロット、ハムラジオオペレーター、地球科学者、さらには兵士によっても使用されています。なぜアマチュアの天文学者でもないのですか？
わたし…
免責事項：この記事はタミー・プロトナーが好奇心から書き、研究したものであり、その中に記載された出典の調査結果、研究、または適用を反映していません。つまり、NASAはそれを流星群の監視に使用できるとは言っていませんし、Googleもそうではありません。著者は、追加情報、批判、コメントを歓迎します…
