Kun kuun varjo vetoaa Yhdysvaltojen yli Ison-Britannian aurinkolaskun aikana viime elokuussa, varjo matkusti niin nopeasti, että se aiheutti aaltoja maan ylemmässä ilmakehässä, uusi tutkimus toteaa.
Auringonpimennyksen aikana kuu kulkee auringon ja maan välillä, heittäen varjot kapealle polulle planeetan osien yli. 1970-luvulta lähtien tutkijat ovat epäilleet, että kuun varjo, joka kulkee ylääänen nopeudella auringonpimennyksen aikana, voisi luoda aaltoja ionosfäärissä - maapallon yläkehän ilmakehän osassa, jossa on elektronisesti varautuneita hiukkasia.
Mutta he eivät ole pystyneet todistamaan sitä toistaiseksi, tutkijat kertoivat Live Sciencelle.
Keulan aallot
Tutkijat epäilivät, että kuun varjo voisi "tehdä aaltoja", koska kun kuu kulkee auringon ja maan välillä, sen varjo estää auringon energiaa, jäähdyttäen nopeasti sen alla olevaa aluetta. Mutta koska varjo liikkuu niin nopeasti, kaikki sen jälkeen tapahtuu nopeasti uudestaan. Tämän äkillisen lämpötilanmuutoksen ajateltiin tuottavan aaltoja "ilmakehässä sellaisissa korkeuksissa, joissa otsonikerros ja vesihöyry muuntavat auringonsäteilyn tehokkaasti lämmöksi", tutkijat kirjoittivat tutkimuksessa.
"Elokuun pimennys antoi loistavan tilaisuuden tutkia tätä", sanoi tutkimuksen johtava tutkija Shun-Rong Zhang, tutkija Massachusettsin teknillisen instituutin Haystack-observatoriossa.
Tutkimukseen Zhang ja hänen kollegansa käyttivät tiheää, noin 2000 anturin verkkoa Pohjois-Amerikassa, jotka vastaanottivat signaaleja satelliiteilta, joka tunnetaan nimellä GNSS. GNSS-antureita oli "koko pimennyskokonaisuudessa" ja vaikutusalueilla koko manner-Yhdysvalloissa, Zhang kertoi Live Sciencelle sähköpostitse.
Nämä anturit voivat tehdä uskomattoman tarkkoja mittauksia. Analysoimalla antureiden keräämiä tietoja tutkijat voivat määrittää kokonais elektronien pitoisuuden (TEC) sarakkeessa, joka ulottuu antureista satelliiteihin, jotka sijaitsevat noin 12 000 mailia (20 000 km) maan yläpuolella. Nämä anturit voivat mitata eroja TEC: ssä, jolloin tutkijat voivat "havaita erittäin hienot ionosfääriset häiriöt", Zhang sanoi.
Koko aurinkopimennyksen aikana 21. elokuuta anturit keräsivät tietoja elektronien liikkeestä ylemmässä ilmakehässä. Itse asiassa he etsivät keula-aaltoja - aivan kuten aaltoja, jotka muodostuvat vedessä liikkuvan aluksen keulan tai edessä. Törmäysalueen ulkorajalla voi olla keulan muotoinen etuisku, Zhang sanoi.
Tutkijat etsivät myös perän aaltoja, jotka on nimetty veneen takaosan perusteella, joka myös aiheuttaa aaltoja liikkuessaan veden läpi. "Samanlaisia keula-aaltoja, mukaan lukien perän aallot, esiintyy myös silloin, kun lentokoneet kulkevat ilman läpi äänen nopeudella", kertoi Zhang, joka työskenteli kollegojensa kanssa Norjan Haystackin observatoriossa ja Tromsson yliopistossa tutkimuksen tekemiseksi.
Heidän analyysinsä paljasti, että kuun varjo aiheutti keula-aaltoja edessä olevilla iskuilla samoin kuin perän aaltoja, hän sanoi. Aallot olivat suuret - vähintään 10 astetta pituutta 10 astetta.
Ne liikkuivat enimmäkseen kokonaisuuden polkua nopeudella melkein 670 mph (300 metriä sekunnissa) ja kestivät noin tunnin, Zhang lisäsi.
Nämä aallot eivät ole vaarallisia, hän totesi. "Se on pääosin tieteellisten intressien kohde", Zhang sanoi.
Aikaisemmin vuonna 2011 tehdyn tutkimuksen mukaan 55 keula- ja peräaaltoa havaittiin, mutta tämä perustui rajalliseen kattavuuteen Itä-Aasian alueella 22. heinäkuuta 2009 tapahtuneen pimennyksen aikana, tutkijat huomauttivat.
