ליקויי חמה גרמו לגל הקשת באטמוספירה של כדור הארץ

החפרנים עונה 4 - איך המציאו את האנטיביוטיקה (יולי 2019).

Anonim

חוגגים את אמריקה הגדולה ליקוי חמה של אוגוסט 2017 חצה את היבשת ארה"ב ב 90 דקות, ו סך הכל נמשך לא יותר מאשר כמה דקות בכל מקום אחד. האירוע נמצא היטב במראה האחורית, אך החקירה המדעית על השפעותיו של צל הירח על האטמוספרה של כדור הארץ עדיין נמשכת בחום, וממצאים חדשים מעניינים צצים בקצב מהיר. אלה כוללים תצפיות משמעותיות על ידי מדענים במצפה הייסטק של MIT בווסטפורד, מסצ'וסטס.

ליקויי חמה אינם נדירים במיוחד, אבל זה יוצא דופן עבור אחד לחצות את כל ארצות הברית היבשתית כפי שקרה בחודש אוגוסט. על ידי חקר ההשפעות של הליקוי על התוכן האלקטרון של האטמוספירה העליונה, מדענים לומדים יותר על האופן שבו האטמוספרה המורכבת של כדור הארץ שלנו מגיבה לאירועי מזג אוויר בחלל, כגון התפרצויות שמש והוצאת מסה של העטרה, שעלולה להיות להם השפעה חמורה על מידע האות נתיבי תקשורת, ויכולים להשפיע על שירותי ניווט ומיקום.

היוניוספירה היא שכבת האווירה המכילה חלקיקים טעונים שנוצרו בעיקר על ידי קרינת השמש. היא מאפשרת התפשטות גלי רדיו ארוכת טווח ותקשורת מעבר לאופק ומשפיעה על שידורי לוויין חיוניים במערכות ניווט ובמטוסים על גבי לוח. מאז יונוספירה הוא המדיום שבו גלי רדיו לנסוע מושפע על ידי וריאציות השמש, ההבנה שלה תכונות חשוב לחברה הטכנולוגית המודרנית שלנו. היונוספירה מתארח במספר עצום של גלים המתרחשים באופן טבעי, מגודל קטן לגודל וכוח, וצללי ליקוי בפרט יכולים להשאיר מאחור מספר רב של גלים חדשים שנוצרו בזמן שהם נוסעים על פני כדור הארץ.

סוג אחד של גלים חדשים אלה, הידועים כגלי קשת קשתית יונוספריים, ניבא במשך יותר מ -40 שנה להתקיים בעקבות מעבר ליקוי. חוקרים במצפה הייסטק של MIT ואוניברסיטת טרומסו בנורבגיה אישרו את קיומם של גלי קשת יונוספריים באופן סופי בפעם הראשונה במהלך האירוע באוגוסט 2017. צוות בינלאומי, בראשות מדעני מצפה הכוכבים, בחן את נתוני תוכן האלקטרון האונוספריים שנאספו על ידי רשת של יותר מ -2, 000 מקלטי GPS (GPS). בהתבסס על עבודה זו, hunstack של Shunrong ג 'אנג ועמיתיו פירסם מאמר בחודש דצמבר בכתב העת Geophysical Research Letters על התוצאות מראה את הגלים החדשים זוהה גלי ionospheric.

מדענים בתחום מדעי הגיאוספייס במצפה הייסטק היו מסוגלים לבחון את תופעת גלי הקשת בליקוי בפעם הראשונה באטמוספירה עם פרטים חסרי תקדים ודיוק, הודות לרשת העצומה של מקלטי GNSS רגישים ביותר הנמצאים כיום על פני ארה"ב. בדומה לאלה שנוצרו על ידי ספינה; צל הירח עובר כל כך מהר עד שהוא גורם לשינוי טמפרטורות פתאומי כאשר האווירה מתקררת במהירות ואז מחוממת מחדש כאשר הליקוי עובר.

"לצל הליקוי יש תנועה קולית אשר מייצרת גלי קשת באטמוספירה, בדומה לסירת הנהר המהירה, עם גלים שמתחילים באווירה התחתונה ומתפשטים לתוך היונוספירה", נכתב על ידי ג'אנג ועמיתיו. "מעבר אקליפס יצר גלי גלים ברורים של איונוספירה בהפרעות בתוכן אלקטרונים שמקורם בטוטאליות בעיקר על פני מרכז / מזרח ארצות הברית.המחקר על מאפייני הגל חושף חיבורים מורכבים בין השמש, הירח והאווירה הנייטרלית של כדור הארץ והיונוספירה".

מקלטי GNSS לאסוף נתונים מדויקים מאוד, ברזולוציה גבוהה על סך תוכן אלקטרונים (TEC) של יונוספירה. הפרטים העשירים שסופקו על ידי מידע זה הודיע ​​מחקר נפרד על ההשפעות הליקוי באותו גיליון של מכתבי מחקר גיאופיזי על ידי צוות המחקר ערמת שחת ואת עמיתים בינלאומיים. הייאסטאק Observatory מנהל שותף ואת המחבר הראשי Anthea Coster ואת שיתוף מחברים לתאר את גודל הקונטיננטלית ואת העיתוי של eclipse מופעלות depletions TEC שנצפה על פני ארה"ב וצפת גדל TEC על הרי הרוקי כי סביר קשור לדור של גלי ההר ב אטמוספרה נמוכה במהלך הליקוי. הסיבה לאפקט זה - שלא היה צפוי או צפוי לפני הליקוי - נחקרת על ידי קהילת מדעי החלל.

"מאז הימים הראשונים לתקשורת הרדיו לפני יותר מ -100 שנה, ליקויים ידועים כבעלי השפעה גדולה ולפעמים בלתי צפויים על החלק המיונן של האטמוספרה של כדור הארץ והאותות העוברים דרכה", אומר פיל אריקסון, עוזר במאי הייסטק. עופרת עבור קבוצת מדעי האטמוספירה והחלל. "תוצאות חדשות אלו ממחקרי ההייסטק הן דוגמא מצוינת לכמה עדיין יש ללמוד על האטמוספרה שלנו ועל האינטראקציות המורכבות שלה באמצעות תצפית על אחד המראות המרהיבים ביותר של הטבע - ניסוי שמימי פעיל ענק שמספקת השמש והירח. כוחן של שיטות התצפית המודרניות, כולל חיישני רדיו מרוחקים שהופצו ברחבי ארצות הברית, היה המפתח לחשוף את התכונות החדשות והמרתקות האלה ".

הליקויי הליקוי, כולל תצפיות גל הקשת, משכו את תשומת לבם של כלי התקשורת המדעיים הלאומיים. אחד הקוראים של ג'אנג, תלמיד כיתה ח 'ממינסוטה, שאל כמה שאלות מעניינות:

ש: האם יש ראיות מוקדמות להראות כי הגלים יגיעו במהלך הליקוי?

ת: היו מחקרים קודמים על הגלים על סמך כיסוי מרחבי מוגבל מאוד של התצפיות. The Great American Eclipse סיפקה כיסוי מרחבי חסר תקדים כדי להציג באופן חד משמעי את המבנים גל שלם.

ש: האם הגלים האלה פולטים כל פעילות סייסמית? האם היתה להם תדירות שניתן היה להבחין בהם?

ת: לא, הם לא. למעשה אנו מאמינים שגלים אלה מקורם באווירה האמצעית (כ -50 ק"מ), אבל ראינו אותם באטמוספירה העליונה בכ -300 ק"מ. הם היו תנודות בלחץ חלש מאוד אם נצפה בגלים מהקרקע. סוג זה של גל הופק על ידי תהליכי קירור הקשורים לליקוי חמה; ייתכנו דרכים אחרות ליצור גלים דומים באטמוספירה העליונה.

ש: על מסלול המכלול, האם הגלים חזקים יותר? האם היתה להם השפעה אחרת בכל מקום אחר?

ת: כן, גילינו כי הם היו קיימים לרוב ובמרחק של כמה מאות קילומטרים מהמסלול המרכזי. הם נראו לראשונה במרכז ארה"ב, ואז נעלמו במרכז-מזרח ארה"ב. הם יכלו לנסוע כשעה בערך במהירות של כ -300 מטרים לשנייה, איטיים יותר ממהירות צל הירח.

הייסטק מדענים ימשיכו לנתח נתונים אטמוספריים מן הליקוי ולצפות לדווח על ממצאים אחרים בקרוב. ליקוי הליקוי הבא ברחבי צפון אמריקה תתרחש באפריל 2024.

menu
menu