Jak pokazało nowe badanie, gdy cień Księżyca przemknął przez Stany Zjednoczone podczas Wielkiego Amerykańskiego Zaćmienia Słońca w sierpniu ubiegłego roku, cień podróżował tak szybko, że wytwarzał fale w górnej atmosferze Ziemi.
Podczas zaćmienia Słońca księżyc przechodzi między Słońcem a Ziemią, rzucając cień wąską ścieżką w poprzek części planety. Od lat siedemdziesiątych badacze podejrzewali, że cień księżyca, który porusza się z prędkością naddźwiękową podczas zaćmienia Słońca, może wytwarzać fale w jonosferze - części górnej atmosfery Ziemi, która ma naładowane elektronicznie cząstki.
Ale do tej pory nie byli w stanie tego udowodnić, naukowcy powiedzieli Live Science.
Fale dziobowe
Naukowcy podejrzewali, że cień księżyca może „falować”, ponieważ gdy księżyc przemieszcza się między Słońcem a Ziemią, jego cień blokuje energię słoneczną, gwałtownie schładzając obszar pod nią. Ale ponieważ cień porusza się tak szybko, wszystko, co następuje, zostaje szybko podgrzane. Uważano, że ta nagła zmiana temperatury generuje fale w „atmosferze na wysokościach, na których warstwa ozonowa i para wodna skutecznie przekształcają promieniowanie słoneczne w ciepło” - napisali naukowcy.
„Sierpniowe zaćmienie było doskonałą okazją do zbadania tego” - powiedział główny badacz Shun-Rong Zhang, naukowiec z Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory.
Aby to zbadać, Zhang i jego koledzy wykorzystali gęstą sieć około 2000 czujników w Ameryce Północnej, które odbierają sygnały z satelitów, znane jako globalny system nawigacji satelitarnej (GNSS). Były czujniki GNSS „w całym zaćmieniu”, a w dotkniętych regionach na całym kontynencie amerykańskim Zhang powiedział Live Science w e-mailu.
Te czujniki mogą wykonywać niezwykle dokładne pomiary. Analizując dane zgromadzone przez czujniki, badacze mogą określić całkowitą zawartość elektronów (TEC) w kolumnie rozciągającej się od czujników do satelitów, które znajdują się około 12 000 mil (20 000 km) nad Ziemią. Te czujniki mogą mierzyć różnice w TEC, umożliwiając naukowcom „wykrycie bardzo drobnych zaburzeń jonosferycznych”, powiedział Zhang.
Podczas całkowitego zaćmienia Słońca 21 sierpnia czujniki zgromadziły dane dotyczące ruchu elektronów w górnej atmosferze. W efekcie szukali fal dziobowych - podobnie jak fale, które tworzą się w wodzie na dziobie lub z przodu poruszającego się statku. Zhang powiedział, że zewnętrzna granica obszaru uderzenia może mieć przedni amortyzator łukowy.
Naukowcy szukali również fal rufowych, nazwanych od tylnej części łodzi, która również wytwarza fale podczas ruchu przez wodę. „Podobne fale dziobowe, w tym fale rufowe, występują również, gdy samoloty lecą w powietrzu z prędkością dźwięku” - powiedział Zhang, który wraz ze swoimi kolegami z Obserwatorium Haystacka i Uniwersytetu w Tromso w Norwegii wykonał to badanie.
Ich analiza ujawniła, że cień księżyca tworzył fale dziobowe ze wstrząsami przednimi, a także fale rufowe, powiedział. Fale były duże - co najmniej 10 stopni długości i 10 stopni szerokości geograficznej.
Poruszali się głównie wzdłuż ścieżki całości z prędkością prawie 670 mil na godzinę (300 metrów na sekundę) i trwali około 1 godziny, dodał Zhang.
Zauważył, że te fale nie są niebezpieczne. „Jest to przedmiot głównie naukowy” - powiedział Zhang.
Wcześniej w badaniu z 2011 r. Stwierdzono, że wykryło 55 fal dziobowych i rufowych, ale było to oparte na ograniczonym zasięgu nad Azją Wschodnią podczas zaćmienia 22 lipca 2009 r., Zauważyli naukowcy.
