Científicos han demostrado finalmente un fenómeno sospechado desde hace 40 años: que los eclipses solares producen perturbaciones en forma de ondas en la atmósfera superior terrestre.
Cuando la sombra de la Luna pasó por Estados Unidos durante el eclipse solar total del 21 de agosto pasado, la sombra viajó tan rápido que creó ondas en la atmósfera superior de la Tierra.
Durante un eclipse solar, la Luna pasa entre el Sol y la Tierra, proyectando su sombra en un estrecho sendero a través de las partes del planeta. Desde la década de 1970, los investigadores han sospechado que la sombra de la Luna, que viaja a velocidades supersónicas durante un eclipse solar, podría crear ondas en la ionosfera, una parte de la atmósfera superior de la Tierra que tiene partículas cargadas electrónicamente. Pero hasta ahora no habían podido demostrarlo, dijeron los investigadores a Live Science.
Se había teorizado que las ondas eran resultado de que la sombra lunar bloquea la energía del Sol, enfriando rápidamente el área debajo de ella. Pero debido a que la sombra se mueve tan rápido, cualquier cosa a su paso se recalienta rápidamente. Se pensó que este repentino cambio de temperatura generaba ondas en «la atmósfera a altitudes donde la capa de ozono y el vapor de agua convierten la radiación solar en calor», escribieron los investigadores en el estudio.
Esta imagen compuesta muestra la progresión del eclipse solar total sobre Madras, Oregon, EE.UU., el 21 de agosto de 2017. Crédito: NASA/Aubrey Gemignani.
«El eclipse de agosto brindó una gran oportunidad para examinar esto», dijo el investigador principal del estudio, Shun-Rong Zhang, investigador del Haystack Observatory del Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Para investigar, Zhang y sus colegas utilizaron una densa red de aproximadamente 2.000 sensores en América del Norte que recibían señales de los satélites, conocido como el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). Había sensores GNSS «en la totalidad del eclipse» y en las regiones afectadas en toda la parte continental de Estados Unidos.
Estos sensores pueden tomar medidas increíblemente precisas. Mediante el análisis de los datos recopilados por este medio, los investigadores pueden determinar el contenido total de electrones (TEC) en la columna que se extiende desde los sensores a los satélites, que se encuentran a unos 20.000 kilómetros sobre la Tierra. Estos sensores pueden medir diferenciales en TEC, permitiendo a los científicos «detectar perturbaciones ionosféricas muy finas», dijo Zhang.
La sombra de la Luna proyectada sobre la Tierra vista desde la Estación Espacial Internacional. Foto: Paolo Nespoli.
Durante el eclipse solar total del 21 de agosto, los sensores recolectaron datos sobre el movimiento de electrones en la atmósfera superior. En efecto, buscaban ondas de proa, como las olas que se forman en el agua al paso de la proa de una barco en movimiento.
Los investigadores también buscaron ondas de popa, llamadas así por la parte trasera de un barco que también hace olas al moverse a través del agua. «Olas de proa similares, incluidas las ondas de popa, ocurren también cuando los aviones viajan por el aire a la velocidad del sonido», explicó Zhang, quien trabajó con sus colegas en Haystack Observatory y la Universidad de Tromso, en Noruega, para realizar este estudio.
Su análisis reveló que la sombra de la luna creaba ondas de proa con impactos frontales, así como también ondas de popa.
«Eran grandes, al menos 10 grados de longitud por 10 grados de latitud», sentenció Zhang. «Se movieron principalmente a lo largo del camino de la totalidad a casi 300 metros por segundo y duraron aproximadamente 1 hora».
El estudio ha sido publicado en diciembre en la revista Geophysical Research Letters.
