De invloed van de Zon en de Melkweg op de radiodetectie van meteoren
Belgian RAdio Meteor Stations (BRAMS) vormen een netwerk van radiostations die voorwaartse verstrooiing van radiogolven ontvangen voor de studie van meteoroïden. Het project wordt gecoördineerd door het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie.
De meeste stations werden bij radioamateurs of verenigingen van amateurastronomen opgesteld, waaronder Volkssterrenwacht MIRA. Radiobakens (radiozenders) staan in Dourbes en Zillebeke. De geregistreerde radiosignalen worden verzameld en beschikbaar gesteld via Internet : http://brams.aeronomie.be/brams_viewer/.
Onlangs analyseerde ik een dagreeks waarnemingen om na te gaan of de Zon en Melkweg de ontvangen radiosignalen beïnvloeden. Wat blijkt? De invloeden zijn duidelijk merkbaar, maar enkel indien de ontvangstkwaliteit goed genoeg is.
De Zon en (het Galactisch Centrum in) de Melkweg vormen sterke radiobronnen die de intensiteit van de radioachtergrondruis beïnvloeden. De invloed van beide hemelobjecten valt het duidelijkst te onderscheiden wanneer ze het verst (diametraal) uit elkaar liggen aan de hemel.
De grafieken tonen ongekalibreerde vermogensprofielen van witte ruis voor BRAMS-radiostation Langemark-Poelkapelle op 18 juni 2019. Hierbij werden twee zorgvuldig geselecteerde beperkte ruisbandbreedtes gebruikt (850 -1050 Hz en 1700 -1950 Hz) die aantoonbaar witte ruis bevatten, zonder stoorsignalen (kalibratorsignaal, bistatische reflecties op radiometeoren en vliegtuigen, de signaallijn van het Dourbes-radiobaken, spookecho's van sterke signalen).
De stippellijnen markeren de tijdstippen van zonsopkomst, doorgang door de zuidelijke stationsmeridiaan, zonsondergang, en het culminatiemoment van het Galactisch Centrum Sgr A*. Sgr A* gaat hier eerder onder dan de Zon opkomt, en komt later op dan de Zon ondergaat.
De intensiteiten van de ruis volgen de standen van de kosmische radiobronnen boven de horizon. De stippellijnkromme toont de sinus van de hoeken waaronder de Zon boven de horizon staat. De invloed van de Zon is het grootst, en veroorzaakt wilde intensiteitswisselingen. Er waren geen zonnevlekken, en 2019 is een periode rond het vlekkenminimum. De zomerzonnewende gebeurde op 21 juni, zodat de Zon bijna het hoogst en langst boven de horizon vertoefde. Is het chaotische ruisverloop te wijten aan de impact van de zonneactiviteit op de ionosfeer? Is het ruisvermogen bij zonsondergang wat hoger dan bij zonsopkomst door de nawerking van de Zon op de ionosfeer?
Op Belgische breedtes vertoeft het Melkweg-centrum steeds laag (tot ca. 9,5°-11,5°), en dus kort boven de horizon. De galactische radiostraling strekt zich uit in het vlak van de Melkweg.
In de signaalverwerking geeft een kruiscorrelatie aan in welke mate de golfvorm van twee signalen, met onderling een eventuele verschuiving in de tijd, op elkaar gelijken. Door de rotatiezin om de aardas, en de geografische lengteverschillen tussen westelijk en oostelijk gelegen radiostations zullen ruispieken vroeger verschijnen op de oostelijker gelegen plaatsen. Door uiteenlopende lokale omstandigheden in signaalontvangst kon evenwel geen kruiscorrelatie worden vastgesteld tussen verschillende BRAMS-radiostations.
Bij stations met talrijke storingen in de omgeving, slechte afstemming of zwakke signaalontvangst verlopen de vermogensprofielen chaotisch, en zijn niet meer te duiden. De ontvangstgevoeligheid wordt beïnvloed door obstructies (gebouwen, bomen) in de stralingsrichting, en oriëntatie van de Zon en Melkweg t.o.v. het sterk richtingsgevoelige stralingspatroon der ontvangantennes. BRAMS-antennes wijzen naar het zenit, niet naar de zuidelijke meridiaan.
Tekst: Herwig Ronsmans, 4 augustus 2019
Meer info over het meteorendetectiesysteem op MIRA via deze link.
Wil je zelf ook graag mee aan de slag bij het identificeren van meteoren in de vele data die BRAMS ontvangt, dat kan via de Radio Meteor Zoo.
