Misteri gema radar yang aneh telah terpecahkan 50 tahun kemudian

Lebih dari 50 tahun setelah gema radio aneh terdeteksi dari lapisan atas atmosfer bumi, dua ilmuwan mengatakan mereka telah menemukan pelakunya. Dan itu rumit.

Pada tahun 1962, setelah Observatorium Radio Jicamarca dibangun di dekat Lima, Peru, beberapa fenomena yang tidak dapat dijelaskan gelombang radio ditransmisikan kembali ke tanah oleh observatorium untuk ditangkap oleh detektornya. Penyebab misterius gema tersebut terjadi pada ketinggian antara 80 dan 100 mil (130 dan 160 kilometer) di atas permukaan laut.

“Segera setelah mereka menyalakan radar ini, mereka melihat benda ini,” kata peneliti studi Meers Oppenheim, dari Pusat Fisika Luar Angkasa di Universitas Boston, mengacu pada gema yang tidak wajar. “Mereka melihat segala macam fenomena menarik yang belum pernah terlihat sebelumnya. Hampir semuanya bisa dijelaskan dalam beberapa tahun.”

Lebih lanjut dari Ilmu Langsung:

Gema radar yang khas

Meskipun fenomena lain yang terdeteksi oleh observatorium mendapat penjelasan, gema radar ini terus membingungkan para ilmuwan.

Untuk melihat apa yang terjadi pada ketinggian tersebut, para peneliti saat itu mengirimkan roket yang dilengkapi antena dan pendeteksi partikel ke seluruh wilayah. Instrumen tersebut, yang dirancang untuk mendeteksi gelombang radar, “hampir tidak melihat apa pun,” kata Oppenheim.

Untuk menambah kekhasan teka-teki ini, fenomena tersebut hanya muncul pada siang hari dan menghilang pada malam hari. Gema tersebut akan muncul saat fajar setiap hari pada ketinggian sekitar 100 mil (160 km) di atas tanah, sebelum turun hingga sekitar 80 mil (130 km) dan menguat. Kemudian pada siang hari gema tersebut akan mulai naik kembali ke titik awalnya pada ketinggian 100 mil di atas permukaan tanah. Jika diplot pada grafik, gema tersebut tampak berbentuk kalung.

Dan pada tahun 2011, selama gerhana matahari sebagian terlihat di Laboratorium Penelitian Atmosfer Nasional di India, gemanya menjadi sunyi.

“Dan kemudian terjadi jilatan api matahari, dan hal itu menjadi sedikit menghebohkan,” kata Oppenheim. “Terjadi jilatan api matahari, dan gemanya menjadi sangat kuat.”

Matahari mengambil kendali

Kini, dengan banyak upaya superkomputer, Oppenheim dan Yakov Dimant, juga di Pusat Fisika Luar Angkasa, telah mensimulasikan gema radar yang aneh untuk menemukan pelakunya – matahari.

Radiasi ultraviolet dari matahari tampaknya menghantam ionosfer (bagian atas atmosfer bumi yang terletak antara 50 dan 370 mil, atau 80 dan 600 km di atas permukaan laut), tempat gema radio terdeteksi, kata mereka. Kemudian radiasi, dalam bentuk foton (partikel cahaya), melucuti molekul-molekul di bagian atmosfer tersebut dari elektronnya, sehingga menghasilkan partikel bermuatan yang disebut ion – sebagian besar elektronnya bermuatan positif, menghasilkan partikel bermuatan yang disebut ion, sebagian besar positif. oksigen bermuatan – dan elektron bebas (partikel bermuatan negatif yang tidak terikat pada atom atau molekul).

Elektron ultra-energik, atau fotoelektron, menembus atmosfer, yang jauh lebih dingin daripada fotoelektron pada ketinggian ini, kata Oppenheim.

Membuat gelombang

Dengan menggunakan simulasi komputer, para ilmuwan membiarkan elektron berenergi tinggi ini berinteraksi dengan partikel lain yang kurang berenergi.

Karena elektron berenergi tinggi ini mengalir melalui lingkungan yang sejuk dan lambat di ionosfer, terjadi apa yang disebut ketidakstabilan plasma kinetik (turbulensi, dalam arti tertentu). Hasilnya: Elektron mulai bergetar dengan panjang gelombang berbeda.

“Satu populasi partikel yang sangat energik bergerak melalui populasi partikel yang jauh lebih energik – ini seperti memainkan busur biola di atas senar. Populasi dingin akan mulai mengembangkan gelombang resonansi,” jelas Oppenheim.

“Langkah selanjutnya adalah gelombang elektron menyebabkan ion mulai membentuk gelombang juga, dan memang demikian,” kata Oppenheim.

Meskipun langkah terakhir ini tidak dipahami dengan jelas, ia menjelaskan bahwa gelombang ion periodik terakumulasi tanpa panjang gelombang dominan yang menang. “Ini adalah keseluruhan panjang gelombang; itu adalah keseluruhan panjang gelombang,” katanya.

Busa panjang gelombang tersebut cukup kuat untuk memantulkan gelombang radio kembali ke tanah dan membentuk gema radar yang misterius.

“Alasan mengapa hal ini belum diketahui sejak lama adalah karena mekanismenya yang rumit,” kata Oppenheim.

Mengenai alasan mengapa roket-roket tersebut tidak mendapat gema yang aneh, Oppenheim menunjuk pada sifat gelombang yang berantakan.

“Ternyata apa yang dilihat roket itu sama dengan yang kita lihat pada simulasi kita,” ujarnya. “Anda tidak melihat gelombang yang sangat koheren. Apa yang Anda lihat adalah semacam buih gelombang tingkat rendah, di atas kebisingan material termal,” dan gelombang tersebut adalah semacam “busa di atas gelombang laut,” tambahnya.

Hak Cipta 2016 Ilmu HidupSebuah perusahaan pembelian. Semua hak dilindungi undang-undang. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.