När månens skugga tippade över USA under Great American Solar Eclipse den senaste augusti, reste skuggan så snabbt att det skapade vågor i jordens övre atmosfär, konstaterar en ny studie.
Under en solförmörkelse passerar månen mellan solen och jorden och kastar sin skugga på en smal bana över delar av planeten. Sedan 1970-talet har forskare misstänkt att månens skugga, som rör sig med supersoniska hastigheter under en solförmörkelse, kan skapa vågor i jonosfären - en del av jordens övre atmosfär som har elektroniskt laddade partiklar.
Men de hade inte kunnat bevisa det förrän nu, berättade forskarna för Live Science.
Pilbågar
Forskare misstänkte att månens skugga kunde "göra vågor" eftersom månen rör sig mellan solen och jorden, dess skugga blockerar solens energi och snabbt kyler området under den. Men eftersom skuggan rör sig så snabbt uppvärms allt i dess kölvattning snabbt. Denna plötsliga temperaturförändring tros generera vågor i "atmosfären i höjder där ozonskiktet och vattenångan effektivt omvandlar solstrålning till värme", skrev forskarna i studien.
"Förmörkelsen i augusti gav en stor möjlighet att undersöka detta", säger forskarledaren Shun-Rong Zhang, forskningsforskare vid Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory.
För att undersöka använde Zhang och hans kollegor ett tätt nätverk av cirka 2 000 sensorer över hela Nordamerika som tog emot signaler från satelliter, känd som det globala navigationssatellitsystemet (GNSS). Det fanns GNSS-sensorer "i hela förmörkelsens totalitet" och i de drabbade regionerna över hela kontinentala USA berättade Zhang för Live Science i ett e-postmeddelande.
Dessa sensorer kan göra otroligt noggranna mätningar. Genom att analysera data som samlats in av sensorerna kan forskare bestämma det totala elektroninnehållet (TEC) i kolonnen som sträcker sig från sensorerna till satelliterna, som ligger ungefär 12 000 mil (20 000 kilometer) över jorden. Dessa sensorer kan mäta skillnader i TEC, så att forskarna kan "upptäcka mycket fina jonosfäriska störningar", sade Zhang.
Under den totala solförmörkelsen den 21 augusti samlade sensorerna data om elektronrörelse i den övre atmosfären. I själva verket letade de efter bågvågor - precis som vågorna som bildas i vattnet vid bågen eller framför ett rörligt fartyg. Zhangs yttre gräns kan ha en bågsformad främre chock, sade Zhang.
Forskarna letade också efter aktervågor, uppkallad efter den bakre delen av en båt som också gör vågor när den rör sig genom vatten. "Liknande bågvågor, inklusive aktervågor, inträffar också när flygplan reser genom luften med ljudets hastighet," säger Zhang, som arbetade med sina kollegor på Haystack Observatory och University of Tromso, i Norge, för att göra denna studie.
Deras analys avslöjade att månens skugga skapade pilbågar med främre chocker, såväl som aktervågor, sade han. Vågorna var stora - minst 10 grader longitud med 10 grader latitud.
De rörde sig mestadels längs hela vägen på nästan 670 mph (300 meter per sekund) och varade i ungefär en timme, tillade Zhang.
Dessa vågor är inte farliga, konstaterade han. "Det är ett objekt av främst vetenskapliga intressen," sade Zhang.
Tidigare hävdade en studie från 2011 att ha upptäckt 55 bågsvågor och aktervågor, men detta baserades på begränsad täckning över Östasien under en förmörkelse den 22 juli 2009, konstaterade forskarna.
