Quando l'ombra della luna ha attraversato gli Stati Uniti durante la Grande eclissi solare americana lo scorso agosto, l'ombra ha viaggiato così velocemente da creare onde nell'atmosfera superiore della Terra, secondo un nuovo studio.
Durante un'eclissi solare, la luna passa tra il sole e la Terra, proiettando la sua ombra in uno stretto sentiero attraverso parti del pianeta. Dagli anni '70, i ricercatori hanno sospettato che l'ombra della luna, che viaggia a velocità supersoniche durante un'eclissi solare, potesse creare onde nella ionosfera, una parte dell'atmosfera superiore della Terra che ha particelle cariche elettronicamente.
Ma non erano stati in grado di dimostrarlo fino ad ora, i ricercatori hanno detto a Live Science.
Onde dell'arco
I ricercatori sospettavano che l'ombra della luna potesse "fare onde" perché quando la luna viaggia tra il sole e la Terra, la sua ombra blocca l'energia del sole, raffreddando rapidamente l'area sottostante. Ma poiché l'ombra si muove così rapidamente, qualsiasi cosa sulla sua scia viene rapidamente riscaldata. Si pensava che questo improvviso cambiamento di temperatura generasse onde "nell'atmosfera ad altitudini in cui lo strato di ozono e il vapore acqueo convertono efficacemente la radiazione solare in calore", hanno scritto i ricercatori nello studio.
"L'eclissi di agosto è stata una grande opportunità per esaminarlo", ha affermato il ricercatore capo dello studio Shun-Rong Zhang, ricercatore presso l'Haystack Observatory del Massachusetts Institute of Technology.
Per indagare, Zhang e i suoi colleghi hanno utilizzato una fitta rete di circa 2.000 sensori in tutto il Nord America che ricevevano segnali dai satelliti, noto come sistema globale di navigazione satellitare (GNSS). C'erano sensori GNSS "nell'intera totalità dell'eclissi" e nelle regioni interessate dell'intero continente americano, Zhang ha detto a Live Science in una e-mail.
Questi sensori possono eseguire misurazioni incredibilmente accurate. Analizzando i dati raccolti dai sensori, i ricercatori possono determinare il contenuto totale di elettroni (TEC) nella colonna che si estende dai sensori ai satelliti, che si trovano a circa 12.000 miglia (20.000 chilometri) sopra la Terra. Questi sensori possono misurare i differenziali in TEC, permettendo agli scienziati di "rilevare disturbi ionosferici molto fini", ha detto Zhang.
Durante l'eclissi solare totale del 21 agosto, i sensori hanno raccolto dati sul movimento degli elettroni nell'atmosfera superiore. In effetti, stavano cercando le onde dell'arco - proprio come le onde che si formano nell'acqua a prua, o nella parte anteriore, di una nave in movimento. Il limite esterno della regione di impatto può avere uno shock anteriore a forma di arco, ha detto Zhang.
I ricercatori hanno anche cercato onde di poppa, che prendono il nome dalla parte posteriore di una barca che crea anche onde mentre si muove attraverso l'acqua. "Onde di prua simili, comprese le onde di poppa, si verificano anche quando gli aeroplani viaggiano nell'aria alla velocità del suono", ha detto Zhang, che ha lavorato con i suoi colleghi all'Osservatorio Haystack e all'Università di Tromso, in Norvegia, per fare questo studio.
La loro analisi ha rivelato che l'ombra della luna ha creato onde di prua con shock frontali, nonché onde di poppa, ha detto. Le onde erano grandi - almeno 10 gradi di longitudine per 10 gradi di latitudine.
Si sono spostati per lo più lungo il percorso della totalità a quasi 670 mph (300 metri al secondo) e sono durati per circa 1 ora, ha aggiunto Zhang.
Queste onde non sono pericolose, ha osservato. "È un oggetto di interesse principalmente scientifico", ha detto Zhang.
In precedenza, uno studio del 2011 affermava di aver rilevato 55 onde di prua e di poppa, ma questo si basava su una copertura limitata sull'Asia orientale durante un'eclissi del 22 luglio 2009, i ricercatori hanno osservato.
