Da månens skygge glitret over USA under Great American Solar Eclipse i august, reiste skyggen så raskt at den skapte bølger i jordens øvre atmosfære, viser en ny studie.
Under en solformørkelse passerer månen mellom solen og jorden, og kaster skyggen i en smal bane over deler av planeten. Siden 1970-tallet har forskere mistenkt at månens skygge, som beveger seg med supersoniske hastigheter under en solformørkelse, kan skape bølger i ionosfæren - en del av jordens øvre atmosfære som har elektronisk ladede partikler.
Men de hadde ikke klart å bevise det før nå, fortalte forskerne til Live Science.
Buebølger
Forskere mistenkte at månens skygge kunne "lage bølger" fordi månen beveger seg mellom solen og jorden, og dens skygge blokkerer solens energi og raskt avkjøler området under den. Men fordi skyggen beveger seg så raskt, blir alt i kjølvannet raskt oppvarmet. Denne plutselige temperaturendringen ble antatt å generere bølger i "atmosfæren i høyder der ozonlaget og vanndamp effektivt konverterer solstråling til varme," skrev forskerne i studien.
"August-formørkelsen ga en flott mulighet til å undersøke dette," sa forskningslederforskeren Shun-Rong Zhang, forsker ved Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory.
For å undersøke brukte Zhang og kollegene et tett nettverk av rundt 2000 sensorer over hele Nord-Amerika som mottok signaler fra satellitter, kjent som det globale navigasjonssatellitsystemet (GNSS). Det var GNSS-sensorer "i hele formørkelsenes totalitet", og i berørte regioner over hele det kontinentale USA, fortalte Zhang Live Science i en e-post.
Disse sensorene kan ta utrolig nøyaktige målinger. Ved å analysere data samlet inn av sensorene, kan forskere bestemme det totale elektroninnholdet (TEC) i kolonnen som strekker seg fra sensorene til satellittene, som ligger omtrent 20 000 kilometer over jorden. Disse sensorene kan måle forskjeller i TEC, slik at forskerne kan "oppdage veldig fine ionosfæriske forstyrrelser," sa Zhang.
Under den totale solformørkelsen 21. august samlet sensorene data om elektronbevegelse i den øvre atmosfæren. Faktisk var de på jakt etter baugbølger - akkurat som bølgene som dannes i vannet ved baugen, eller foran, til et bevegelig skip. Zhang sier den ytre grensen for nedslagsområdet.
Forskerne lette også etter hekkebølger, oppkalt etter den bakre delen av en båt som også lager bølger når den beveger seg gjennom vann. "Lignende bølgebølger, inkludert hekkebølger, forekommer også når fly reiser gjennom luften med lydens hastighet," sa Zhang, som jobbet med kollegene ved Haystack Observatory og University of Tromso, i Norge, for å gjøre denne studien.
Analysen deres avslørte at månens skygge skapte buebølger med støt foran, så vel som akterbølger, sa han. Bølgene var store - minst 10 graders lengdegrad og 10 graders breddegrad.
De beveget seg stort sett langs totalveien på nesten 670 mph (300 meter per sekund), og varte i omtrent en time, la Zhang til.
Disse bølgene er ikke farlige, bemerket han. "Det er et objekt av hovedsakelig vitenskapelige interesser," sa Zhang.
Tidligere hevdet en studie fra 2011 å ha oppdaget 55 bølgebølger og akterbølger, men dette var basert på begrenset dekning over Øst-Asia under en formørkelse 22. juli 2009, bemerket forskerne.
