Att bevittna en total solförmörkelse – den som svepte över det kontinentala USA 2017 – var inte tillräckligt för senior Jaxen Godfrey från Montana State University. Men när hon flög till Chile i juli för att uppleva en annan, det var inte bara för spänningen. Det var att fortsätta studera ett svårfångat atmosfäriskt fenomen.
Godfrey, en infödd Great Falls med fysik som huvudämne vid institutionen för fysik vid MSU:s College of Letters and Science, var en del av ett Montana Space Grant Consortium-team som använde den sällsynta himmelska händelsen för att genomföra ett experiment på gravitationsvågor ¾ störningar i jordens hölje av gaser som driver vädermönster och påverkar beteendet vid skogsbränder och vindkraftverkens prestanda, bland annat.
"Gravitationsvågor är i grunden som vågor på vatten, " förklarade Godfrey. Vågorna, som uppstår mellan lager i den övre atmosfären, är relativt vanliga och kan orsakas när vindar flyter över en bergskedja, men de förblir dåligt förstådda. En solförmörkelse ger en speciell möjlighet att studera fenomenet eftersom den plötsliga blockeringen av solljus skapar plötsliga termiska förändringar. Månens skugga "är som en båt som rör sig genom vatten, " sa Godfrey.
Under 2017 års förmörkelse, Godfrey, tillsammans med studenter från MSU, University of Montana och Chief Dull Knife College, lanserade 19 heliumfyllda väderballonger från platser i Wyoming som en del av Montana Space Grant Consortiums Eclipse Ballooning Project. Ballongerna bar sensorer som kallas radiosonder till höjder av 80, 000 fot eller mer. De handflatsstora enheterna mätte temperaturen, tryck och andra variabler i ett försök att upptäcka gravitationsvågor under en förmörkelse för första gången.
Enligt Jen Fowler, Montana Space Grant Consortium assisterande direktör, resultaten antydde vågornas närvaro men misslyckades med att mäta dem direkt. "Vi trodde att det berodde på att vi inte riktade in oss på de rätta höjderna, " Hon sa.
Den här gången, teamet på sex sköt upp lite större ballonger som kunde ta sig upp till större höjder. Från deras uppskjutningsplats vid Collowara-observatoriet i bergen norr om Santiago, de lanserade fler ballonger än 2017, och lanserade dem varje timme under en 24-timmarsperiod som ledde fram till förmörkelsen.
När månens skugga täckte observatoriet, Godfrey tog en paus från att skjuta upp ballonger och ladda ner data för att uppleva samma kusliga, middagsmörker hon gjorde för två år sedan. "Men den här gången hade jag min kamera, " Hon sa.
Sedan juli, Godfrey har arbetat med Fowler och Thomas Colligan, masterstudent vid institutionen för datavetenskap vid UM, att analysera data. "Vi har en eller två starka kandidater för gravitationsvågor orsakade av förmörkelsen, men vi måste titta närmare på uppgifterna, sa Godfrey, vars engagemang i årets projekt och det under 2017 har stötts av en praktikplats med Montana Space Grant Consortiums höghöjdsballongprogram som kallas BOREALIS. Montana Space Grant Consortium, som inkluderar 23 högskolor och universitet i Montana, är en del av ett NASA-sponsrat nationellt nätverk som arbetar för att stärka flygforskning och utbildning.
Enligt Fowler, lagets mätningar utgör en värdefull datauppsättning som kan hjälpa atmosfärsforskare att mer exakt förutsäga när och var gravitationsvågor kommer att inträffa. Och den treåriga studien har gett en unik möjlighet för studenter som Godfrey att vara involverade i ett långsiktigt vetenskapligt projekt.
Godfrey, som planerar att gå på forskarskolan för fysik, kommer att presentera teamets resultat vid en American Geophysical Union-konferens i San Francisco i december. "Det har varit en fantastisk forskningserfarenhet, " Hon sa.
