Aurora-jagende borgerforskere hjælper med at opdage en ny funktion ved STEVE

I 2018, en ny nordlys-lignende opdagelse ramte verden. Fra 2015 til 2016, borgerforskere rapporterede 30 tilfælde af et lilla bånd på himlen, med en grøn stakitkonstruktion nedenunder. Nu kaldet STEVE, eller stærk termisk emissionshastighedsforøgelse, dette fænomen er stadig nyt for videnskabsmænd, som arbejder på at forstå alle dens detaljer. Hvad de ved er, at STEVE ikke er en normal nordlys – nogle tror måske, at det slet ikke er et nordlys – og en ny opdagelse om dannelsen af ​​striber i strukturen bringer forskerne et skridt tættere på at løse mysteriet.

"Ofte i fysik, vi opbygger vores forståelse og tester derefter de ekstreme tilfælde eller tester tilfældene i et andet miljø, "Elizabeth MacDonald, en rumforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, forklarer. "STEVE er anderledes end det sædvanlige nordlys, men den er lavet af lys, og den drives af nordlyset. Ved at finde disse små små striber, Vi lærer måske noget grundlæggende nyt i, hvordan grønt nordlys kan produceres."

Disse "små små striber" er ekstraordinært små spids-lignende træk inden for det grønne stakit af STEVE. I et nyt blad for AGU rykker frem , forskere deler deres seneste resultater på disse punkter. De antyder, at stregerne kan være bevægelige lyspunkter - forlængede i billederne på grund af sløring fra kameraerne. Spidsen af ​​stregen på et billede vil flugte med enden af ​​halen på det næste billede, bidrager til denne spekulation fra forskerne. Imidlertid, der er stadig en masse spørgsmål, der skal besvares - at afgøre, om det grønne lys er et punkt eller faktisk en linje, er en ekstra ledetråd til at hjælpe videnskabsmænd med at finde ud af, hvad der forårsager grønt lys.

"Jeg er ikke helt sikker på noget med hensyn til dette fænomen endnu, "Joshua Semeter, en professor ved Boston University og første forfatter på papiret, sagde. "Du har andre sekvenser, hvor det ser ud til, at der er en rørformet struktur, der fortsætter fra billede til billede og ikke ser ud til at tilpasse sig en bevægelig punktkilde, så det er vi ikke helt sikre på endnu."

STEVE som helhed er noget, som forskere stadig arbejder på at mærke. Forskere har en tendens til at klassificere optiske træk på himlen i to kategorier:luftglød og nordlys. Når luftglød opstår om natten, atomer i atmosfæren rekombinerer og frigiver noget af deres lagrede energi i form af lys, skabe lyse farver. Ved at studere mønstrene i airglow, forskere kan lære mere om det område af atmosfæren, ionosfæren. At blive klassificeret som en nordlys, på den anden side, at frigivelse af lys skal være forårsaget af elektronbombardement. Disse træk er dannet forskelligt, men ser også anderledes ud - luftglød kan forekomme på tværs af Jorden, mens nordlys dannes i en bred ring omkring Jordens magnetiske poler.

"STEVE ser generelt ud til ikke at passe godt til nogen af ​​disse kategorier, "Semeter sagde. "Emissionerne kommer fra mekanismer, som vi ikke helt forstår endnu."

STEVEs lilla emissioner er sandsynligvis et resultat af ioner, der bevæger sig med en supersonisk hastighed. De grønne emissioner ser ud til at være relateret til hvirvler, som dem du måske ser dannes i en flod, bevæger sig langsommere end det andet vand omkring det. De grønne træk bevæger sig også langsommere end strukturerne i de lilla emissioner, og forskere spekulerer på, at de kan være forårsaget af turbulens i rumpartiklerne - en bryg af ladede partikler og magnetfelt, kaldet plasma - i disse højder.

"Vi ved, at denne form for turbulens opstår. Der er mennesker, der baserer hele deres karriere på at studere turbulens i det ionosfæriske plasma, der dannes af meget hurtige strømme." sagde Semeter. "Beviserne kommer generelt fra radarmålinger. Vi har aldrig en optisk signatur." Semeter foreslår, at når det kommer til udseendet af STEVE, strømmene i disse tilfælde er så ekstreme, at vi faktisk kan se dem i atmosfæren.

"Dette papir er toppen af ​​isbjerget i dette nye område af disse bittesmå små stykker af stakithegnet. Noget vi gør i fysik er at forsøge at skære væk for at øge vores forståelse, " sagde MacDonald. "Dette papir fastslår højdeområdet og nogle af de teknikker, vi kan bruge til at identificere disse funktioner, så kan de bedre løses i andre observationer."

For at etablere højdeområdet og identificere disse funktioner, videnskabsmændene brugte i vid udstrækning fotos og videoer taget af borgerforskere.

"Citizen scientists er dem, der bragte STEVE-fænomenet til forskernes opmærksomhed. Deres billeder er typisk længere tid end vores traditionelle videnskabelige observationer, " sagde MacDonald. "Borgervidenskabsmænd kommer ikke ind i de mønstre, som videnskabsmænd kommer ind i. De gør tingene anderledes. De kan frit flytte rundt på kameraet og tage den eksponering, de vil." at gøre denne nye opdagelse af punkterne i STEVE, fotografer tog faktisk fotografier med kortere eksponering for at fange denne bevægelse.

For at få de billeder, borgerforskere tilbringer timer i isende kulde, sent på aftenen, venter på, at et nordlys – eller forhåbentlig STEVE – dukker op. Mens data kan indikere, om en nordlys vil dukke op, indikatorer for STEVE er endnu ikke blevet identificeret. Imidlertid, nordlysjagerne dukker alligevel op og tager billeder.

Neil Zeller, en fotograf og medforfatter på papiret, siger, at han oprindeligt ikke havde planer om at blive borgerforsker. "Det var bare for skønheden ved det, " forklarede Zeller. Zeller har været involveret i opdagelsen af ​​STEVE fra starten. Han viste et billede, han tog af STEVE til MacDonald for år siden, satte gang i den første forskning i fænomenerne. Nu er han medforfatter på dette papir.

"Det er en ære, det er virkelig, " sagde Zeller om at bidrage til denne forskning. "Jeg har en tendens til at tage et skridt tilbage fra forskerne, der udfører arbejdet. Jeg er derude for skønheden i det og for at fange disse fænomener på himlen."

Dette papir gjorde også brug af et andet værdifuldt bidrag fra borgerforskeren - en frivillig database med STEVE-observationer. Michael Hunnekuhl, en anden forfatter på papiret, vedligeholder denne database og har tidligere bidraget til STEVE-resultater. Hunnekuhl bemærkede stregerne på fotografierne uafhængigt af forskerne på papiret, og hans detaljerede registrering og trianguleringsteknikker var afgørende i denne forskning.

Zeller og andre borgerforskere planlægger at blive ved med at tage og undersøge disse billeder, at fange skønheden i Jordens atmosfære, og MacDonald, Semeter, og andre videnskabsmænd vil blive ved med at studere dem, afsløre mere om dette nye fænomen.