最近一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，日食期間地球電離層會(huì)產(chǎn)生弓形回波。在剛剛過(guò)去的8月美國(guó)大日食期間，當(dāng)月亮的影子很快劃過(guò)美國(guó)地區(qū)時(shí)，在地球的高層大氣中產(chǎn)生了弓形回波。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，研究人員一直懷疑月亮投射到地球上的影子在日食期間以超音速的速度傳播，可能會(huì)在地球大氣的電離層中產(chǎn)生電波——這是地球高層大氣中帶電粒子的一部分。但是科學(xué)家們直到今天才能夠證明這一猜想，研究人員如是說(shuō)。
（圖片來(lái)自：livescience）
研究人員懷疑月球投射到地球的影子會(huì)在地球大氣中“興風(fēng)作浪”，因?yàn)楫?dāng)發(fā)生日食時(shí)，月球遮擋了太陽(yáng)傳向地球的能量，迅速將月球投射在地球上的陰影區(qū)域冷卻，由于陰影移動(dòng)的很快，被冷卻的區(qū)域又被迅速加熱。研究人員在研究報(bào)告中寫(xiě)道，這種突然的溫度變化被認(rèn)為是在一個(gè)特殊區(qū)域（臭氧層和水蒸氣有效地將太陽(yáng)紫外線輻射轉(zhuǎn)化為熱能的高度）中大氣會(huì)產(chǎn)生弓形回波。
麻省理工學(xué)院干草堆天文臺(tái)的科學(xué)家張舜蓉說(shuō)：“八月份的日食提供了一個(gè)大好的機(jī)會(huì)來(lái)檢驗(yàn)這一點(diǎn)。”
為了研究，張舜蓉和他的同事使用了一個(gè)遍布北美洲的大約由2000個(gè)傳感器組成的密集網(wǎng)絡(luò)，它們接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)，稱為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）。
這些傳感器可以測(cè)量到非常精確的數(shù)據(jù)。通過(guò)分析傳感器收集的數(shù)據(jù)，研究人員可以確定從傳感器延伸到衛(wèi)星的電子柱中的總電子含量（TEC），這些衛(wèi)星位于地球上空約12000英里（20000公里）處。張說(shuō)，這些傳感器可以測(cè)量不同電子柱的TEC差異，從而使科學(xué)家能夠“探測(cè)到非常精細(xì)的電離層干擾”。
在8月21日的日全食期間，傳感器收集到了高層大氣中電子運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)。實(shí)際上，他們正在尋找弓形波——就像在船頭或前方的水中形成的波浪一樣。張說(shuō)，撞擊區(qū)域的外部極限可以有前震區(qū)（弓形激波）。
除此之外，研究人員還在尋找船尾波，也可能發(fā)生在飛機(jī)以聲音的速度傳播時(shí)。張舜蓉與他的同事在挪威的干草堆天文臺(tái)和特羅姆瑟大學(xué)，在做這項(xiàng)研究。
“我們的分析顯示，月球投射到地球上的影子產(chǎn)生了前激波和船尾波的弓形波。”張舜蓉說(shuō)。
該項(xiàng)研究已發(fā)表在12月4日出版的《地球物理研究快報(bào)》上。（王軍禮/編譯）
責(zé)編：微科普