Gerhana Matahari Membuat Gelombang Bow di Suasana Bumi

Walaupun Amerika Utara Eclipse sekarang banyak bulan di belakang kita, kita masih belajar perkara-perkara baru tentang bagaimana penyebaran bayangan Moonlight mempengaruhi suasana kita.

Para saintis bumi sangat berminat untuk mengkaji lapisan elektrik yang terletak 80 hingga 1, 000 km (50 hingga 600 batu) di atas tanah, yang dikenali sebagai ionosfera. Ia mengalami kejutan drastik apabila umbra Moon Moon datang dan seketika menutup satu sumber tenaganya: Matahari.

Cahaya ultraviolet dari Matahari adalah apa yang membezakan molekul-molekul dalam lapisan paling luar dari suasana Bumi. Walaupun molekul ini sedikit dan jauh di antara ketinggian yang tinggi, ketika mereka mengionkan mereka mempunyai kesan yang dapat diukur, seperti memantulkan gelombang radio kembali ke Bumi. (Kami tidak mempunyai penerimaan radio jika tidak untuk ionosfera.) Namun pada waktu malam, tanpa input tenaga Matahari, beberapa lapisan ionosfera hilang sama sekali.

Ketumpatan elektron dalam ionosfera berbeza secara dramatik antara siang dan malam.
Dieter Bilitza et al / Journal of Geodesy (2011)

Semasa musim panas yang lalu, spektakuler matahari, buat kali pertama, kesan perubahan cahaya matahari, dalam bentuk gelombang busur ionosfera, diperhatikan. Fenomena ini telah lama disyaki tetapi tidak pernah benar-benar diperhatikan.

Walaupun jumlah gerhana matahari adalah jauh dari peristiwa alam semesta yang unik - yang berlaku secara purata kira-kira sekali setiap 18 bulan di suatu tempat di Bumi - keseluruhan laluan pantai ke pantai sepanjang bulan Ogos di Amerika Syarikat bersebelahan adalah keadaan pertama sejak tahun 1918. Ini adalah trajektori bayangan yang luar biasa yang membenarkan para penyelidik di Balai Cerap Haystack MIT dan Universiti Tromsø, Norway, untuk membuat pemerhatian muktamad gelombang arus yang disebabkan oleh gerhana.

Pasukan menggunakan Global Positioning System (GPS), sebuah konstelasi satelit yang dapat mencari penerima di mana saja di dunia - serta memberikan data resolusi yang tepat dan resolusi tinggi tentang jumlah elektron ionosfera. Pada Ogos lalu, sepanjang 4, 000 kilometer sepanjang perjalanan, sepanjang 91 minit di seluruh 14 negeri, para penyelidik mengkaji data kandungan elektron ionospheric yang dikumpulkan oleh rangkaian yang luas lebih daripada 2, 000 penerima amat sensitif di tempat di seluruh negara.

Keputusan?

Gerhana menghasilkan gelombang busur ionosfera yang jelas dalam gangguan kandungan elektron yang dihasilkan dari keseluruhannya, diperhatikan paling jelas di atas AS tengah dan timur

Gelombang tunduk diperhatikan apabila objek menembak melalui medium lebih cepat daripada gelombang dalam medium yang boleh bergerak. Sebuah bot laju, sebagai contoh, akan membina air di sepanjang tunduknya yang bergerak lebih cepat daripada gelombang di dalam air yang boleh bergerak.

Gelombang air terbentuk di busur USS Connecticut semasa ujian laju kapal pada tahun 1906.
Gambar Perintah Sejarah Laut dan Warisan AS

Begitu juga, apabila jet lalat, ia membina gelombang tekanan yang tidak kelihatan di hadapannya. Apabila jet terbang lebih cepat dan lebih cepat, gelombang tekanan tidak dapat keluar dari jalan antara satu sama lain. Akhirnya, apabila jet mencapai kelajuan supersonik, gelombang memampatkan bersama menjadi satu gelombang putar tunggal. Semua orang yang berada di laluan sempit di bawah laluan penerbangan jet akan dapat mendengar ledakan sonik apabila ia melangkah ke atas.

Semasa gerhana matahari, bayangan Bulan yang bergerak pada kelajuan supersonik. Dalam sebuah artikel yang diterbitkan Disember lalu dalam jurnal Penyelidikan Geophysical Letters, Haystack's Shunrong Zhang dan rakan-rakannya menulis:

"Bayang gerhana mempunyai gerakan supersonik yang menghasilkan gelombang busur atmosfera, mirip dengan bot sungai yang bergerak cepat, dengan gelombang bermula di atmosfera yang lebih rendah dan menyebarkan ke dalam ionosfera. [Seperti] kajian ciri gelombang mendedahkan interkoneksi yang kompleks antara Matahari, Bulan, dan suasana neutral Bumi dan ionosfera. "

Tidak syak lagi para saintis sudah bersedia untuk mengulangi percubaan yang menarik ini pada gerhana matahari jumlah keseluruhan yang akan melepasi Amerika Syarikat pada 8 April 2024. Walaupun bayang-bayang Bulan tidak pergi ke pantai-ke-pantai, yang 3, 400 km jalan raya, hampir 80 km lebih luas daripada keseluruhan 2017, akan melepasi AS dan tengah dari Texas ke Maine.