Da månens skygge lynlåst over De Forenede Stater under den store amerikanske solformørkelse den sidste august, rejste skyggen så hurtigt, at den skabte bølger i Jordens øvre atmosfære, finder en ny undersøgelse.
Under en solformørkelse passerer månen mellem solen og Jorden og kaster sin skygge i en smal sti over dele af planeten. Siden 1970'erne har forskere mistanke om, at månens skygge, der bevæger sig i supersoniske hastigheder under en solformørkelse, kan skabe bølger i ionosfæren - en del af Jordens øvre atmosfære, der har elektronisk ladede partikler.
Men de havde ikke været i stand til at bevise det indtil nu, fortalte forskerne til Live Science.
Bogbølger
Forskere har mistanke om, at månens skygge kunne "skabe bølger", fordi månen bevæger sig mellem solen og Jorden, da dens skygge blokerer for solens energi og hurtigt afkøler området under den. Men fordi skyggen bevæger sig så hurtigt, genopvarmes alt i kølvandet hurtigt. Denne pludselige temperaturændring blev antaget at generere bølger i "atmosfæren i højder, hvor ozonlaget og vanddamp effektivt omdanner solstråling til varme," skrev forskerne i undersøgelsen.
"August-formørkelsen gav en stor mulighed for at undersøge dette," sagde forskningslederforskeren Shun-Rong Zhang, forskningsforsker ved Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory.
For at undersøge brugte Zhang og hans kolleger et tæt netværk på ca. 2.000 sensorer over hele Nordamerika, der modtog signaler fra satellitter, kendt som det globale navigationssatellitsystem (GNSS). Der var GNSS-sensorer "i hele formørkelsen totalitet", og i de berørte regioner over hele det kontinentale U.S.A., fortalte Zhang Live Science i en e-mail.
Disse sensorer kan tage utroligt nøjagtige målinger. Ved at analysere data, der er indsamlet af sensorerne, kan forskere bestemme det samlede elektronindhold (TEC) i søjlen, der strækker sig fra sensorer til satellitter, som er placeret ca. 20.000 kilometer over Jorden. Disse sensorer kan måle forskelle i TEC, hvilket gør det muligt for forskerne at "registrere meget fine ionosfæriske forstyrrelser," sagde Zhang.
Under den samlede solformørkelse den 21. august indsamlede sensorerne data om elektronbevægelse i den øvre atmosfære. I virkeligheden ledte de efter bølgebølger - ligesom bølgerne, der dannes i vandet ved bue eller foran et bevægeligt skib. Den ydre grænse for påvirkningsområdet kan have et bue-formet forstød, sagde Zhang.
Forskerne kiggede også efter hækbølger, opkaldt efter den bageste del af en båd, der også skaber bølger, når den bevæger sig gennem vandet. "Lignende bølgebølger, inklusive akterbølger, forekommer også, når flyer kører gennem luften med lydens hastighed," sagde Zhang, der arbejdede med sine kolleger ved Haystack Observatory og University of Tromso, i Norge, for at udføre denne undersøgelse.
Deres analyse afslørede, at månens skygge skabte bølger med forreste stød såvel som hekkebølger, sagde han. Bølgerne var store - mindst 10 graders længdegrad og 10 graders breddegrad.
De bevægede sig for det meste langs totalstien ved næsten 670 mph (300 meter per sekund) og varede i cirka 1 time, tilføjede Zhang.
Disse bølger er ikke farlige, bemærkede han. "Det er et objekt med hovedsageligt videnskabelige interesser," sagde Zhang.
Tidligere hævdede en undersøgelse fra 2011 at have påvist 55 bølgebølger og hækbølger, men dette var baseret på begrænset dækning over Østasien under en formørkelse den 22. juli 2009, bemærkede forskerne.
