Ilgai buvo prognozuojama, kad saulės užtemimas sukels lanko bangą Žemės jonosferoje. 2017 m. Rugpjūčio mėn. Užtemimas, vadinamas „Didžiuoju Amerikos užtemimu“, nes jis kirto žemyninį JAV, mokslininkams suteikė galimybę išbandyti šią prognozę. MIT Haystack observatorijos mokslininkai panaudojo daugiau nei 2000 GNSS (pasaulinės palydovinės navigacijos sistemos) imtuvų visame kontinentiniame JAV, kad pirmą kartą galėtų pastebėti tokio tipo lankų bangas.
Didžiajam Amerikos užtemimui prireikė 90 minučių pervažiuoti JAV, o visa tai truko tik keletą minučių bet kurioje vietoje. Mėnulio šešėliui judant per viršgarsinį greitį visoje JAV, jis sukūrė greitą temperatūros kritimą. Toliau judant, temperatūra vėl pakilo. Šis greitas kaitinimas ir aušinimas sukėlė jonosferinę lanko bangą.
Pats lanko bangas sudaro jonų sferos elektronų kiekio svyravimai. GNSS imtuvai renka labai tikslius duomenis apie jonosferos TEC (bendrą elektronų kiekį). Ši animacija rodo elektronų turinio, judančio per JAV, lanką.
Išsami informacija apie šią lanko bangą buvo išspausdinta Shun-Rong Zhang ir kolegų iš MIT Haystack observatorijos ir kolegų iš Tromso universiteto Norvegijoje publikacijoje. Savo dokumente jie tai paaiškina taip: „Užtemimo šešėlis turi viršgarsinį judesį, kuris [sukuria] atmosferos lanko bangas, panašias į greitai judančią upės valtį, o bangos prasideda žemutinėje atmosferoje ir sklinda į jonosferą. Eclipse praėjimas sukėlė aiškias jonosferos lanko bangas, kai elektronų kiekis buvo sutrikdytas, visų pirma, centrinėje / rytinėje JAV dalyje. Tiriant bangų charakteristikas, išryškėja sudėtingi saulės, mėnulio ir žemės neutralios atmosferos ir jonosferos ryšiai. “
Jonosfera dienos metu driekiasi nuo maždaug 50 km iki 1000 km aukštyje. Jis išsipučia, kai Saulės radiacija pasiekia Žemę, o naktimis išnyksta. Jos dydis visą dieną svyruoja. Jis vadinamas jonosfera, nes tai yra regionas, kuriame gyvena saulės spinduliuotės sukurtos įkrautos dalelės. Jonosfera taip pat yra ten, kur atsiranda auros. Bet dar svarbiau, kad ten sklinda radijo bangos.
Jonosfera vaidina svarbų vaidmenį šiuolaikiniame pasaulyje. Tai leidžia radijo bangoms keliauti per horizontą, taip pat daro įtaką palydoviniam ryšiui. Šis paveikslėlis parodo keletą sudėtingų būdų, kaip mūsų ryšių sistemos sąveikauja su jonosfera.
Jonosferoje vyksta daug. Be lankų bangos, yra įvairių bangų ir trikdžių. Geresnis jonosferos supratimas yra svarbus mūsų šiuolaikiniame pasaulyje, o rugpjūčio užtemimas mokslininkams suteikė galimybę ne tik stebėti lankų bangą, bet ir išsamiau ištirti jonosferą.
GNSS duomenys, naudojami stebint lankų bangą, taip pat buvo svarbūs kitame tyrime. Šis leidinys taip pat buvo paskelbtas žurnale „Geophysical Research Letters“, jam vadovavo Anthea Coster iš „Haystack“ observatorijos. GNSS tinklo duomenys buvo naudojami aptikti bendrą elektronų kiekį (TEC) ir diferencialinį TEC. Tada jie išanalizavo tuos duomenis, susijusius su keliais dalykais, vykstančiais užtemimo metu: TEC platumu ir išilgine reakcija, taip pat apie bet kokius keliaujančius jonosferos sutrikimus (TID) į TEC.
Prognozės parodė, kad TEC sumažėja 35%, tačiau komanda nustebino radusi sumažėjimą iki 60%. Jie taip pat nustebo, kai Uoliniuose kalnuose rado padidėjusio TEC struktūrų, nors to niekada nebuvo numatyta. Šios struktūros tikriausiai yra susijusios su atmosferos bangomis, kurias Saulės užtemimo metu Žemutinėje atmosferoje sukuria Uoliniai kalnai, tačiau reikia ištirti tikslią jų prigimtį.
„… Milžiniškas aktyvus dangaus eksperimentas, kurį teikia saulė ir mėnulis“. - Philas Ericksonas, „Haystack“ observatorijos direktoriaus padėjėjas.
„Nuo pirmųjų radijo ryšio dienų daugiau nei prieš 100 metų buvo žinoma, kad užtemimai daro didelį ir kartais nenumatytą poveikį jonizuotai Žemės atmosferos daliai ir pro ją sklindantiems signalams“, - sako Philas Eriksonas, „Haystack“ direktoriaus pavaduotojas. vadovauti atmosferos ir geomokslų mokslų grupei. „Šie nauji Haystack vadovaujamų tyrimų rezultatai yra puikus pavyzdys, kaip dar liko daug sužinoti apie mūsų atmosferą ir jos sudėtingą sąveiką stebint vieną įspūdingiausių gamtos paminklų - milžinišką aktyvų dangaus eksperimentą, kurį teikia saulė ir mėnulis. Šių naujų ir patrauklių savybių atskleidimas buvo šiuolaikinių stebėjimo metodų, įskaitant nuotolinius nuotolinius jutiklius, plačiai paplitusius visoje JAV, galia. “
Didysis Amerikos užtemimas atėjo ir praėjo, tačiau išsamius duomenis, surinktus per tą 90 minučių „dangaus eksperimentą“, kurį laiką išnagrinės mokslininkai.
