Солнечные затмения не просто выглядят круто — они могут посылать гравитационные волны, распространяющиеся через атмосферу Земли, как камень, брошенный в пруд. Международная группа студентов впервые измерила эти гравитационные волны.
Гравитационные волны — обычное явление в атмосфере. Они могут быть вызваны, когда воздушные карманы выталкиваются вверх, затем естественным образом опускаются, но при этом нагреваются и снова начинают подниматься. Это создает знакомый волновой рисунок, который можно увидеть на радиолокационных снимках и даже иногда с земли, когда облака собираются на вершинах, а в ложбинах остается чистый воздух.
Примечание: эти гравитационные волны не следует путать с гравитационными волнами. Последние представляют собой рябь в буквальной ткани самого пространства-времени, созданную космическими катаклизмами, такими как столкновение черных дыр.
Триггерами гравитационных волн могут быть такие вещи, как горные хребты, грозовые ячейки и даже просто разница температур между днем и ночью. Таким образом, давно предсказывалось, что солнечные затмения должны оказывать аналогичное воздействие на атмосферу. Национальный проект по наблюдению за затмениями на воздушном шаре (NEBP) был разработан, чтобы выяснить это.
Поддерживаемый NASA и Национальным научным фондом, NEBP включает в себя команды студентов из разных университетов, которые запускают в небо метеорологические шары во время затмений. Каждый из них нес комплект приборов, называемый радиозондом, который измеряет температуру, местоположение, влажность, направление и скорость ветра. Все эти маркеры регистрируются каждую секунду полета, а данные передаются командам на земле и в конечном итоге загружаются на центральный сервер для анализа.
NEBP впервые провел эти эксперименты во время полных затмений в 2019 и 2020 годах, но оба события оказались безрезультатными — в первый раз, потому что шары запускались ежечасно только с одной площадки, а во второй раз прошли сильные дожди.
Студенты запускают метеозонды из Индианы во время солнечного затмения 8 апреля 2024 г. Общенациональный проект по запуску воздушных шаров во время солнечного затмения
Итак, для затмений 2023 и 2024 годов проект был более подготовлен. В течение двух событий 34 команды запускали воздушные шары каждые 15 минут в течение дня перед затмением из разных мест в пределах траектории полного затмения. Также были выбраны места с условиями, которые обычно не генерируют гравитационные волны — то есть спокойные погодные системы и отсутствие близлежащих гор.
Среди результатов одна команда в Форт-Уэйне, штат Индиана, увидела, как их воздушный шар упал с 85 000 до 65 000 футов (25 900–19 800 м) во время затмения. Но этот поток данных также выявил явную сигнатуру атмосферных гравитационных волн.
«Мы собрали все данные по времени, и когда мы построили этот временной ряд, я уже мог видеть полосы в сигнале», — сказал Цзе Гун, соисследователь исследования. «Я бомбардировал электронную почту каждого. Мы были очень взволнованы».
Предварительные результаты, представленные на летнем собрании Американского астрономического общества, доступны в сети. Ниже можно увидеть 360-градусное видео с камер на одном из воздушных шаров во время затмения.
Видеозапись кольцевого затмения NEBP
