大學生團隊觀察到日食在地球大氣層中傳播“重力波”
日食不僅看起來很酷,它還會在地球大氣層中產生重力波,就像在池塘裡投下一塊石頭。一個國際學生小組首次測量了這些重力波。重力波是大氣中常見的現象。當氣團被向上推時,就會引發重力波,然後會自然下沉,但在下沉過程中會獲得熱量,並開始再次上升。
這就形成了我們熟悉的波浪模式,可以在雷達圖像中看到,有時甚至可以從地面上看到,因為雲層聚集在波峰上,而晴朗的空氣則停留在波谷中。題外話:這些重力波不能與重力波混淆。後者是時空結構本身產生的漣漪,由黑洞碰撞等宇宙災難產生。
重力波的觸發因素可能是山脈、風暴單元,甚至只是晝夜溫差。因此,人們早就預測日食也會對大氣產生類似的影響。全國日食氣球計畫(NEBP)就是為了找出答案。
在美國國家航空暨太空總署和美國國家科學基金會的支持下,NEBP 由來自不同大學的學生團隊組成,在日食期間將氣象氣球送入天空。每個氣球上都裝有一個稱為無線電探空儀的儀器包,用於測量溫度、位置、濕度、風向和風速。所有這些標記在飛行過程中每秒都會被記錄下來,數據會傳輸給地面上的團隊,並最終上傳到中央伺服器進行分析。
國家天文台在2019 年和2020 年的日全食期間首次進行了這些實驗,但兩次實驗都沒有得出結論–第一次是因為氣球每小時只從一個地點發射,而第二次則是因為大雨。
2024 年4 月8 日日食期間,學生從印第安納州某地發射氣象氣球
因此,對於2023 年和2024 年的日食,該計畫做了更充分的準備。在這兩次日食中,34 個團隊在日食前一天從全食路徑上的不同地點每隔15 分鐘發射一次氣球。所選地點的條件通常不會產生重力波,因此天氣系統平靜,附近也沒有山脈。
在這些發現中,印第安納州韋恩堡的一個小組看到他們的氣球在日食期間從85000 英尺(25900 公尺)下降到65000 英尺(19800 公尺)。但這些大量數據也揭示了大氣重力波的明顯特徵。
研究的共同研究員龔傑說:”我們把所有數據按照時間排列在一起,當我們繪製出時間序列時,我已經可以看到信號中的條紋。我轟炸了所有人的電子郵箱,我們當時都相當興奮”。
初步結果已在美國天文學會夏季會議上公佈,可在線查閱。下面是一個氣球上的攝影機在日食期間拍攝的360 度影片。
NEBP 日環食體驗視頻