Khi một bóng của mặt trăng kéo qua Hoa Kỳ trong Nhật thực Mặt trời vĩ đại của Mỹ vào tháng 8 vừa qua, bóng tối đã di chuyển rất nhanh, nó tạo ra sóng trong bầu khí quyển phía trên Trái đất, một nghiên cứu mới cho thấy.
Trong nhật thực, mặt trăng đi qua giữa mặt trời và Trái đất, chiếu bóng của nó theo một con đường hẹp ngang qua các phần của hành tinh. Từ những năm 1970, các nhà nghiên cứu đã nghi ngờ rằng bóng của mặt trăng, di chuyển với tốc độ siêu âm trong khi nhật thực, có thể tạo ra sóng trong tầng điện ly - một phần của bầu khí quyển trên trái đất có các hạt tích điện.
Nhưng họ đã không thể chứng minh điều đó cho đến bây giờ, các nhà nghiên cứu nói với Live Science.
Cung sóng
Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng bóng của mặt trăng có thể "tạo ra sóng" bởi vì khi mặt trăng di chuyển giữa mặt trời và Trái đất, bóng của nó chặn năng lượng của mặt trời, nhanh chóng làm mát khu vực bên dưới nó. Nhưng bởi vì cái bóng di chuyển quá nhanh, bất cứ thứ gì trong sự trỗi dậy của nó đều được hâm nóng nhanh chóng. Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột này được cho là tạo ra sóng trong "bầu khí quyển ở độ cao nơi tầng ozone và hơi nước chuyển đổi hiệu quả bức xạ mặt trời thành nhiệt", các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu.
"Nhật thực tháng 8 cung cấp một cơ hội tuyệt vời để kiểm tra điều này", nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu Shun-Rong Zhang, một nhà khoa học nghiên cứu tại Đài quan sát Haystack của Viện Công nghệ Massachusetts cho biết.
Để điều tra, Zhang và các đồng nghiệp đã sử dụng một mạng lưới dày đặc gồm khoảng 2.000 cảm biến trên khắp Bắc Mỹ đang nhận tín hiệu từ các vệ tinh, được gọi là hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS). Có các cảm biến GNSS "trong toàn bộ nhật thực" và ở các khu vực bị ảnh hưởng trên toàn bộ lục địa Hoa Kỳ, Zhang nói với Live Science trong một email.
Những cảm biến này có thể thực hiện các phép đo cực kỳ chính xác. Bằng cách phân tích dữ liệu thu thập bởi các cảm biến, các nhà nghiên cứu có thể xác định nội dung tổng electron (TEC) trong cột trải dài từ các cảm biến để các vệ tinh, nằm khoảng 12.000 dặm (20.000 km) trên Trái Đất. Những cảm biến này có thể đo sự khác biệt trong TEC, cho phép các nhà khoa học "phát hiện các nhiễu loạn tầng điện ly rất tốt", Zhang nói.
Trong nhật thực toàn phần vào ngày 21 tháng 8, các cảm biến đã thu thập dữ liệu về chuyển động của electron trong bầu khí quyển phía trên. Trên thực tế, họ đang tìm kiếm sóng cung - giống như sóng hình thành trong nước ở mũi tàu, hoặc phía trước, của một con tàu đang di chuyển. Giới hạn bên ngoài của khu vực va chạm có thể có một cú sốc phía trước hình cánh cung, Zhang nói.
Các nhà nghiên cứu cũng tìm kiếm những con sóng nghiêm khắc, được đặt tên theo phần phía sau của một chiếc thuyền cũng tạo ra sóng khi nó di chuyển trong nước. "Sóng cung tương tự, bao gồm cả sóng đuôi, cũng xảy ra khi máy bay bay trong không khí với tốc độ âm thanh", Zhang, người làm việc với các đồng nghiệp của mình tại Đài quan sát Haystack và Đại học Tromso, Na Uy, thực hiện nghiên cứu này cho biết.
Phân tích của họ tiết lộ rằng bóng của mặt trăng tạo ra sóng cung với những cú sốc phía trước, cũng như sóng nghiêm khắc, ông nói. Các sóng rất lớn - ít nhất 10 độ kinh độ bằng 10 độ vĩ độ.
Họ di chuyển chủ yếu dọc theo con đường toàn bộ với tốc độ gần 670 dặm / giờ (300 mét mỗi giây) và kéo dài trong khoảng 1 giờ, Zhang nói thêm.
Những con sóng này không nguy hiểm, ông lưu ý. "Đó là một đối tượng của lợi ích khoa học chủ yếu," Zhang nói.
Trước đây, một nghiên cứu năm 2011 tuyên bố đã phát hiện 55 sóng cung và sóng nghiêm khắc, nhưng điều này dựa trên phạm vi bảo hiểm hạn chế ở Đông Á trong nhật thực vào ngày 22 tháng 7 năm 2009, các nhà nghiên cứu lưu ý.
