Tutulmalar atmosferik yerçekimi dalgaları yaratıyor, öğrenci ekipleri doğruladı

Üç ABD üniversitesinden öğrenci takımları, bilim insanlarının uzun zamandır öngördüğü şeyi ölçen ilk kişiler oldu: tutulmalar, Dünya atmosferinde atmosferik yerçekimi dalgaları adı verilen dalgalanmalar yaratabilir. Dalgaların belirleyici imzası, NASA tarafından desteklenen Nationwide Eclipse Ballooning Project (NEBP) kapsamında 14 Ekim 2023’te Kuzey Amerika’daki halkalı güneş tutulması sırasında yakalanan verilerde ortaya çıktı.

NEBP aracılığıyla lise ve üniversite öğrenci takımları, mühendislik çalışmaları veya atmosfer bilimi deneyleri yürütmek üzere tasarlanmış alet paketleri taşıyan hava balonlarını serbest bıraktıkları çok sayıda ABD eyaleti boyunca tutulma yolu boyunca görevlendirildi. New Mexico’da bulunan bir bilim takımı kümesi, tutulmayı atmosferik yerçekimi dalgalarının oluşumuyla kesin olarak ilişkilendiren verileri topladı; bu bulgu, hava tahminlerinin iyileştirilmesine yol açabilir.

“Atmosferin tutulmalar gibi özel durumlarda nasıl tepki verdiğini anlamak, atmosferi daha iyi anlamamıza yardımcı olur; bu da daha doğru hava durumu tahminleri yapmamıza ve sonuç olarak iklim değişikliğini daha iyi anlamamıza yardımcı olur.”

New Mexico’da dalgaları yakalamak

Önceki balonculuk ekipleri daha önceki tutulmalar sırasında atmosferik yerçekimi dalgalarını da avlamıştı, bu araştırma NASA ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi. 2019’da Şili’de konuşlanmış bir NEBP ekibi umut verici veriler topladı, ancak saatlik balon salıvermeleri yeterli ayrıntı sağlamadı. Deneyi 2020’de tekrarlama girişimleri Arjantin’deki COVID-19 seyahat kısıtlamaları ve Şili’de veri toplanmasını engelleyen yoğun bir sağanak yağış nedeniyle engellendi.

Proje liderleri 2023 yılı için planlama yaparken bu dersleri göz önünde bulundurarak her 15 dakikada bir balon uçuşu planladılar ve başarı potansiyeli en yüksek lokasyonları dikkatle değerlendirdiler.

“New Mexico özellikle umut verici görünüyordu,” dedi ajansın Maryland, Greenbelt’teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki NASA İklim ve Radyasyon Laboratuvarı’nda araştırmacı ve atmosferik yerçekimi dalgaları üzerine araştırmanın eş araştırmacısı Jie Gong. “Atmosferik yerçekimi kaynaklarının çoğu konveksiyon, hava sistemleri ve dağlardır. Tüm bu olası kaynakları ortadan kaldırmak istedik.”

Proje, dört atmosfer bilimi ekibinin kümelendiği Moriarty kasabasında bir New Mexico “süper sitesi” oluşturdu: ikisi New Hampshire, Plymouth’daki Plymouth Eyalet Üniversitesi’nden, biri New York Eyalet Üniversitesi (SUNY) Albany’den ve biri SUNY Oswego’dan.

Öğrenciler tutulmadan bir gün önce saat 10.00’da balonları uçurmaya başladılar.

Plymouth State Üniversitesi’nde araştırma görevlisi ve NEBP kuzeydoğu bölge sorumlusu Eric Kelsey, “Gece gündüz vardiyalı olarak çalıştılar ve herkes tutulma sırasında oradaydı” dedi.

Bilim ekipleri tarafından bırakılan her balon, atmosferdeki tırmanışının her saniyesinde sıcaklığı, konumu, nemi, rüzgar yönünü ve rüzgar hızını ölçen bir alet paketi olan bir radyosonda taşıyordu. Radyosondalar bu ham veri akışını yerdeki ekibe iletiyordu. Öğrenciler, verileri Gong ve iki lisansüstü öğrencisinin aylarca işleyip analiz ettiği paylaşımlı bir sunucuya yükledi.

Tutulmanın New Mexico semalarında atmosferik yerçekimi dalgaları oluşturduğuna dair teyit 2024 baharında geldi.

“Tüm verileri zamana göre bir araya getirdik ve bu zaman serisini çizdiğimizde, sinyaldeki çizgileri görebiliyordum,” dedi Gong. “Herkesin e-postasını bombaladım. Oldukça heyecanlıydık.”

Öğrenciler için öğrenme eğrileri fırsat getirir

Program birçok öğrenciye veri toplama konusunda ilk deneyimini sundu. Ancak faydaları teknik ve bilimsel becerinin ötesine geçiyor.

“Öğrenciler hava balonlarını fırlatma pratiği yaparak çok şey öğrendiler,” dedi Kelsey. “Çok büyük bir öğrenme eğrisiydi. Tüm lojistiği çözmek ve sorunları gidermek için birlikte çalışmaları gerekiyordu. Bu, takım çalışması becerilerinin iyi bir uygulaması.”

“Bütün bunlar teknik olarak karmaşıktır,” dedi Des Jardins. “Şimdi odak noktası bilimsel sonuç olsa da, en önemli kısım bunu gerçekleştirenin öğrenciler olmasıdır.”