Connect with us

science

Un modèle plus précis de l’ionosphère terrestre

Published

on

Un modèle plus précis de l’ionosphère terrestre

Densité électronique de l’ionosphère autour de la Terre pour une période de temps donnée : valeurs élevées en rouge, valeurs faibles en bleu. La ligne blanche représente l’équateur géomagnétique. Crédit CCBY 4.0 Smirnov et al. (2023) – Rapports scientifiques (https://doi.org/10.1038/s41598-023-28034-z)

L’ionosphère – la région de l’espace terrestre s’étendant de 60 à 1 000 km au-dessus de la Terre – empêche la propagation des signaux radio des systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) avec ses particules chargées électriquement.

C’est un problème avec la haute précision que ces systèmes exigent, à la fois dans la recherche et pour des applications telles que la conduite autonome ou la détermination précise de l’orbite des satellites. Les modèles de l’ionosphère et la distribution de charge dynamique inégale peuvent aider à corriger les signaux retardés dans l’ionosphère, qui est une source majeure d’erreur dans les applications GNSS. Des chercheurs dirigés par Artem Smirnov et Yuri Shprits du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences présentent un nouveau modèle de l’ionosphère dans la revue Nature Scientific Reports, développé sur la base de réseaux de neurones et de données de mesure par satellite datant d’il y a 19 ans. En particulier, il peut reconstruire le sommet de l’ionosphère, la partie supérieure riche en électrons de l’ionosphère avec une précision beaucoup plus grande qu’auparavant. C’est donc aussi une base importante pour les progrès de la recherche ionosphérique, avec des applications dans l’étude de la propagation des ondes électromagnétiques ou pour l’analyse de certains phénomènes météorologiques spatiaux, par exemple.

Contexte : L’importance et la complexité de l’ionosphère

L’ionosphère terrestre est la région de la haute atmosphère qui s’étend d’environ 60 à 1 000 kilomètres d’altitude. Ici, les particules chargées telles que les électrons et les ions positifs dominent, en raison de la radioactivité du soleil – d’où le nom. L’ionosphère est importante pour de nombreuses applications scientifiques et industrielles car les particules chargées affectent la propagation des ondes électromagnétiques telles que les signaux radio. Le retard de propagation des ions des signaux radio est l’une des principales sources d’interférences dans la navigation par satellite. Celle-ci est proportionnelle à la densité électronique dans l’espace traversé. Par conséquent, une bonne connaissance de la densité électronique peut aider à corriger les signaux. En particulier, la région supérieure de l’ionosphère, à plus de 600 km, est intéressante, où 80 % des électrons sont collectés dans la soi-disant ionosphère supérieure.

READ  La star de "Black Widow" a mangé son ami pour établir un nouveau record

Le problème est que la densité électronique varie considérablement – en fonction de la latitude et de la longitude sur Terre, de l’heure de la journée et de l’année et de l’activité solaire. Cela les rend difficiles à reconstruire et à prédire, comme base de correction des signaux radio par exemple.

modèles précédents

Il existe différentes méthodes pour modéliser la densité électronique dans l’ionosphère, entre autres, le modèle international de référence de l’ionosphère IRI, reconnu depuis 2014. Il s’agit d’un modèle empirique qui établit une relation entre les variables d’entrée et de sortie sur la base de l’analyse statistique de observations. Cependant, il présente encore des faiblesses dans une région importante de l’ionosphère supérieure en raison de la couverture limitée des observations précédemment collectées dans cette région.

Récemment, cependant, de grandes quantités de données sont devenues disponibles pour cette région. Par conséquent, les approches d’apprentissage automatique (ML) se prêtent à en déduire la régularité, en particulier pour les relations non linéaires complexes.

Une nouvelle approche utilisant l’apprentissage automatique et les réseaux de neurones

Une équipe du centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences autour d’Artem Smirnov, doctorant et premier auteur de l’étude, et Yuri Schpritz, chef du département « Physique spatiale et météo spatiale » et professeur à l’université de Potsdam, ont maintenant a obtenu une nouvelle approche expérimentale basée sur ML. Pour cela, ils ont utilisé les données de 19 missions satellitaires, notamment CHAMP, GRACE et GRACE-FO, qui étaient et sont encore largement opérées par le GFZ et COSMIC. Les satellites ont mesuré – entre autres – la densité électronique à différentes plages d’altitude de l’ionosphère et couvrant différentes périodes annuelles et locales ainsi que des cycles solaires.

READ  Les protéines végétales peuvent préserver la fonction rénale, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires

Avec l’aide de Neural Networks, les chercheurs ont développé un modèle de densité électronique dans l’ionosphère supérieure, qu’ils appellent le modèle NET. Ils ont utilisé une méthode dite MLP (Multi-Layer Perceptrons), qui apprend de manière itérative les poids du réseau pour reproduire les distributions de données avec une très grande précision.

Les chercheurs ont testé le modèle avec des mesures indépendantes de trois autres missions satellites.

Évaluer le nouveau modèle

« Notre modèle est remarquablement cohérent avec les mesures : il peut très bien reconstruire la densité électronique à toutes les plages d’altitude de la haute ionosphère, dans le monde entier, à tout moment de l’année et de la journée, et à différents niveaux d’activité solaire, et il dépasse largement le modèle de référence de l’ionosphère.  » IRI international en termes de précision. De plus, il couvre l’espace en permanence, résume le premier auteur Artem Smirnov.

Yuri Shpritz ajoute : « Cette étude représente un changement de paradigme dans la recherche ionosphérique car elle montre que les densités ionosphériques peuvent être reconstruites avec une très grande précision. Le modèle NET reproduit les effets de plusieurs processus physiques qui régissent la dynamique de l’ionosphère supérieure et pourrait avoir de larges applications dans la recherche ionosphérique. »

Applications possibles dans la recherche ionosphérique

Les chercheurs voient des applications possibles, par exemple, dans les études de propagation des ondes, pour calibrer de nouveaux ensembles de données de densité électronique avec des décalages de base souvent inconnus, pour des reconstructions tomographiques sous la forme d’un modèle de fond, ainsi que pour analyser des événements météorologiques spatiaux spécifiques et effectuer de longues -reconstructions à distance ionosphère. De plus, le modèle développé peut être corrélé avec les pics de plasma et peut ainsi devenir une nouvelle option en amont pour l’IRI.

READ  Webb capture l'incroyable fusion galactique Arp 220

Le cadre développé permet une intégration transparente de nouvelles données et de nouvelles sources de données. Le modèle peut être recyclé sur un ordinateur standard et peut être exécuté régulièrement. Dans l’ensemble, le modèle NET représente une amélioration significative par rapport aux méthodes traditionnelles et met en évidence le potentiel des modèles basés sur les réseaux de neurones pour fournir une représentation plus précise de l’ionosphère pour les systèmes de communication et de navigation basés sur le GNSS.

Un nouveau modèle de réseau de neurones pour la face supérieure de la Terre jeonosphèreRapports scientifiques (accès libre)

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Les astronomes découvrent trois planètes terrestres géantes potentielles autour d’une étoile proche

Published

on

Les astronomes découvrent trois planètes terrestres géantes potentielles autour d’une étoile proche

Diagrammes S-BGLS de YV2 pour l’étoile HD48948 se concentrant sur trois bandes de fréquences (7,3, 38 et 151 d). La valeur absolue de log P n’est pas significative ; Au lieu de cela, les valeurs relatives du log ⁡P comptent. Le signal observé vers le jour 42 dans le panneau du milieu représente une caractéristique d’activité instable. crédit: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae1367

Les astronomes ont découvert trois exoplanètes potentielles « super-Terres » en orbite autour d’une étoile naine orange relativement proche. Cette découverte pionnière a été réalisée par une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Dr Shweta Dalal de l’Université d’Exeter.

Les exoplanètes gravitent autour de l’étoile HD 48498, située à environ 55 années-lumière de la Terre. Ces planètes tournent autour de leur étoile hôte en 7, 38 et 151 jours terrestres, respectivement. Il convient de noter que l’exoplanète candidate est située dans la zone habitable de son étoile hôte, où les conditions peuvent permettre à l’eau liquide d’exister sans bouillir ni geler. Cette zone, souvent appelée zone Boucle d’or, est idéale pour soutenir la vie.

Les chercheurs soulignent l’importance de cette découverte, notant que cette étoile orange ressemble quelque peu à notre soleil et représente le système planétaire le plus proche d’héberger une super-Terre dans la zone habitable autour d’une étoile semblable au soleil.

C’est l’étude qui a détaillé ces résultats Publié dans la revue MNRAS Le 24 juin 2024.

Les astronomes découvrent trois planètes terrestres géantes potentielles autour d’une étoile proche

Le graphique montre le nombre d’observations par semestre d’octobre 2013 à avril 2023. Chaque barre montre le nombre d’observations effectuées à chaque semestre au cours de la période de dix ans. crédit: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae1367

Le Dr Dalal a déclaré : « La découverte de cette super-Terre dans la zone habitable autour d’une étoile orange est une avancée passionnante dans notre quête visant à trouver des planètes habitables autour d’étoiles de type solaire. »

Ces super-Terres potentielles, planètes dont la masse est supérieure à celle de la Terre mais bien inférieure à celle des géantes de glace du système solaire, Uranus et Neptune, ont été identifiées par le programme HARPS-N Rocky Planet Search. En une décennie, l’équipe a collecté près de 190 mesures de vitesse radiale à haute résolution à l’aide du spectromètre HARPS-N.

Les mesures de vitesse radiale, qui suivent les mouvements infimes de l’étoile provoqués par les planètes en orbite autour d’elle, sont cruciales pour de telles découvertes. En analysant le spectre de la lumière d’une étoile, les chercheurs peuvent déterminer si elle se dirige vers nous (décalage vers le bleu) ou s’éloigne de nous (décalage vers le rouge). Pour garantir l’exactitude de leurs résultats, l’équipe a utilisé différentes méthodologies et analyses comparatives.

La recherche a révélé trois planètes candidates avec des masses allant de 5 à 11 fois la masse de la Terre. L’équipe suggère que la proximité de l’étoile, combinée à l’orbite privilégiée de l’exoplanète, fait de ce système une cible prometteuse pour les futures études d’imagerie directe à contraste élevé et spectroscopiques à haute résolution.

Le Dr Dalal a ajouté : « Cette découverte met en évidence l’importance de l’observation à long terme et des technologies avancées pour découvrir les secrets des systèmes stellaires lointains. Nous souhaitons poursuivre nos observations et rechercher d’autres planètes dans le système. »

Cette découverte ouvre de nouvelles portes à la compréhension des systèmes planétaires et à la possibilité de vie en dehors de notre système solaire.

Plus d’information:
S. Dalal et al., Un trio de candidats super-Terres en orbite autour du nain K HD 48948 : un nouveau candidat pour une zone habitable, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae1367

Fourni par l’Université d’Exeter


la citation: Les astronomes trouvent trois super-Terres potentielles autour d’une étoile proche (24 juin 2024) Récupéré le 24 juin 2024 sur https://phys.org/news/2024-06-astronomers-potential-super-earths-nearby.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

READ  La star de "Black Widow" a mangé son ami pour établir un nouveau record
Continue Reading

science

Prévisions de tempête solaire aujourd’hui : la NOAA déclenche une alerte de tempête géomagnétique ; Il peut être lié au réseau électrique | Actualités scientifiques

Published

on

Prévisions de tempête solaire aujourd’hui : la NOAA déclenche une alerte de tempête géomagnétique ;  Il peut être lié au réseau électrique |  Actualités scientifiques

Prévisions de tempête solaire aujourd’hui : les prévisions météorologiques spatiales de la NOAA indiquent que la Terre va frapper et que des aurores boréales pourraient être attendues.

Tempête solaire prévue aujourd’hui : l’alerte de la NOAA suggère qu’il pourrait effectivement y avoir des fluctuations dans le réseau électrique. (NASA)

Une tempête solaire pourrait frapper la Terre et déclencher de magnifiques aurores boréales dans le ciel du nord, selon un avertissement de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Ceux qui vivent au Canada en particulier peuvent avoir l’opportunité de capturer les couleurs vibrantes dans les moindres détails. L’aurore sera le résultat d’une éjection de masse coronale (CME) du Soleil. Même si elle a parcouru une grande distance dans l’espace pour frapper la Terre, la tempête aura quand même beaucoup de force lorsqu’elle frappera. Cela suffirait à provoquer une aurore boréale qui apporterait probablement une grande joie aux observateurs du ciel ainsi qu’aux photographes.

Où la tempête solaire frappera-t-elle la Terre ?

Selon le Centre de prévision météorologique spatiale de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), la zone d’impact probable sur notre planète est Il est situé principalement vers le pôle, à environ 65° de latitude géomagnétique. La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) s’attend à ce que l’indice géomagnétique K atteigne 4.

Cette tempête solaire affectera-t-elle le réseau électrique ?

« De faibles fluctuations d’énergie peuvent se produire », selon le rapport de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Cependant, ces tempêtes géomagnétiques peuvent également surcharger les réseaux électriques et provoquer des pannes de courant. Une panne de courant massive au Canada s’est produite au Québec en 1989. Notamment, toute la région est restée sans électricité pendant des heures. En fait, cela a causé Le réseau hydroélectrique du Québec s’effondrerait effectivement, causant des dégâts massifs et laissant le public sans électricité, y compris les services d’urgence pris au dépourvu.

READ  Alerte Nasa ! L'astéroïde 2023 JR1 est sur le point de survoler la Terre aujourd'hui à une vitesse fulgurante de 72 871 kilomètres par heure.

Cela signifie également que chaque fois qu’une tempête géomagnétique est annoncée, les sociétés de réseaux électriques doivent se précipiter pour protéger leurs systèmes en prenant diverses mesures.

Où cette tempête solaire déclenchera-t-elle les aurores boréales ?

Selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), la tempête solaire pourrait déclencher des aurores boréales à des latitudes élevées comme au Canada et aux États-Unis, en particulier dans le nord de l’Alaska.

La tempête solaire devrait également perturber les communications radio pendant quelques minutes.

Comment les tempêtes solaires déclenchent-elles les tempêtes géomagnétiques ?

En termes simples, lorsque le Soleil entre en éruption, il envoie d’énormes quantités d’énergie (plasma) dans l’espace. Si certains d’entre eux étaient dirigés vers la Terre, le résultat serait une tempête géomagnétique. Toute l’énergie transportée par la tempête solaire frappe le champ magnétique terrestre, créant une tempête géomagnétique. En fait, le champ magnétique évite aux humains d’être exposés à des doses mortelles de rayonnement.

Continue Reading

science

Histoires d’horreur spatiales : lorsque de mauvais astéroïdes échappent à la détection de la NASA, ils menacent la Terre | Actualités scientifiques

Published

on

Histoires d’horreur spatiales : lorsque de mauvais astéroïdes échappent à la détection de la NASA, ils menacent la Terre |  Actualités scientifiques

Il est choquant que tant d’astéroïdes échappent à la détection, et voici deux raisons pour lesquelles malgré les meilleurs efforts des agences spatiales comme la NASA.

Certains astéroïdes parviennent à échapper à la détection de la NASA et d’autres agences et peuvent s’approcher très près de la Terre. Il s’agit de roches spatiales très dangereuses dont le sort n’est décidé qu’à la dernière minute, lorsqu’elles sont prêtes à voler à proximité de la planète. (Pixabay)

Il existe un grand nombre d’histoires d’horreur sur ce qui se passe dans l’espace lointain, des étoiles, des planètes et même des galaxies sont détruites. Certaines sont dévorées par des trous noirs tandis que d’autres entrent en collision les unes avec les autres alors même que les étoiles se détruisent elles-mêmes après avoir manqué de carburant, avec des conséquences désastreuses pour tout le monde et tout ce qui les entoure. C’est également le sort de notre soleil. Sa mort sera aussi le baiser de la mort pour la Terre. Cependant, même si cela se produit à l’échelle cosmique, ce que nous observons est à une très petite échelle – seulement quelques centaines de pieds en fait. Nous étudions les mauvais astéroïdes qui échappent à la détection jusqu’à la dernière minute, lorsqu’ils sont sur le point de dépasser la Terre ou l’ont déjà fait.

Astéroïdes cachés

Bien qu’il existe de nombreux cas de ce dernier cas, les raisons pour lesquelles cela se produit sont simples : l’éblouissement et la composition ! Bien que les agences spatiales telles que la NSASA aient réussi à les capturer et à les suivre, un grand nombre de ces astéroïdes parviennent toujours à échapper à la détection, même lorsqu’ils se dirigent à des vitesses terrifiantes vers la Terre. Ces astéroïdes cachés restent aujourd’hui l’un des plus grands défis auxquels sont confrontés les chercheurs.

READ  La star de "Black Widow" a mangé son ami pour établir un nouveau record

Aveuglé par le soleil

Cela se produit généralement lorsqu’un astéroïde vient de derrière le soleil. L’éblouissement du Soleil est si fort que ces astéroïdes sont capables d’échapper à la détection de tous les instruments déployés par la NASA dans l’espace comme sur Terre.

Cape d’invisibilité

Ensuite, il y a certains astéroïdes qui réfléchissent très mal la lumière. En fait, ils sont presque invisibles en raison de la nature de leur composition et peuvent donc passer inaperçus. Les astéroïdes métalliques réfléchissent plus de lumière tandis que les astéroïdes carbonés en réfléchissent très peu.

Beaucoup de ces astéroïdes malveillants non détectés ont réussi à créer des histoires de quasi-accidents, mais jusqu’à présent, aucun n’a réussi à causer des dégâts.

Cependant, cette terrible lacune a été comblée pour assurer le type de sécurité requis pour la planète et ses habitants.

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023