@ 2017.12.30 , 17:00

证实:日全食在地球大气层引起弓形波

证实:日全食在地球大气层引起弓形波
Credit: 锐景创意

长久以来,科学家一直对“弓形波”现象进行种种猜测,却难以证实它。如今,研究人员利用美国各地两千个站点的传感器,首次强有力地证实了日食在高层大气中引起弓形波现象。

1970年,科学家提出假说,认为日食会引起高空大气的弓形波现象。据推测,当月球阴影落在大气层,并且以超音速掠过地球时,温度会骤然下跌。迅速移动的阴影会使高空大气产生重力波(不是相对论里的引力波),如同船使海浪扩散开来。多年来,科学家数次试图观察这种波,但均无法得出决定性的结论。

2011年,□□研究人员采用地面GPS卫星接收器,追踪2009年□□和日本地区的一场日食,观察电子含量是否产生变化。电子含量高意味着电离作用强——电子从原子中剥离,形成等离子体。所谓重力波,本质上就是电离层的高浓度等离子体。科学家能够通过电子含量的变化,来确定重力波。当时,研究人员观察了弓形波和尾波,波长为36-120千米,周期为3或5分钟,在电离层的移动速度为100米/秒。

今年,研究人员采用了同样的技术,但区别在于:这次的观察面积更广、传感器更多,因此数据也更多。他们观察了美国中部及东部地区的电子变化。这回,波长为300-400千米,周期为25分钟,移动速度达280米/秒。这个速度太快了,无法归结为电离层的普通重力波干扰。

这项研究表明,太阳、月球和地球的中性大气及电离层之间存在复杂的相互联系,地球大气层的不同成分之间一直存在着耦合过程。迄今为止,在所有关于日食引起的弓形波研究中,这是最全面的一项研究,能够促进科学家的理论认识,并且解决围绕此现象的长期纷争。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者:MICHELLE STARR


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