Forskere opdager, hvad der driver det himmelske fænomen STEVE

Det himmelske fænomen kendt som STEVE skyldes sandsynligvis en kombination af opvarmning af ladede partikler i atmosfæren og energiske elektroner som dem, der driver auroraen, ifølge ny forskning. I en ny undersøgelse, forskere fandt STEVEs kilderegion i rummet og identificerede to mekanismer, der forårsager det.

Sidste år, de uklare atmosfæriske lys blev en internetsensation. Typiske auroras, nord- og sydlys, ses normalt som hvirvlende grønne bånd, der breder sig over himlen. Men STEVE er et tyndt bånd af lyserødt eller lyserødt lys, der strækker sig fra øst til vest, længere sydpå, end hvor auroras normalt optræder. Endnu mere underligt, STEVE er undertiden forbundet med grønne lodrette søjler af lys med tilnavnet "stakit."

Auroraer produceres af glødende ilt- og nitrogenatomer i Jordens øvre atmosfære, begejstret af ladede partikler, der strømmer ind fra det nær-jordiske magnetiske miljø kaldet magnetosfæren. Forskere vidste ikke, om STEVE var en slags aurora, men en undersøgelse fra 2018 fandt, at dens glød ikke skyldes ladede partikler, der regner ned i Jordens øvre atmosfære.

Forfatterne til undersøgelsen fra 2018 kaldte STEVE for en slags "sky-glow", der adskiller sig fra auroraen, men var usikker på, hvad det var, der forårsagede det. Det, der komplicerede sagen, var det faktum, at STEVE kan dukke op under solinducerede magnetiske storme rundt om Jorden, der driver de klareste aurorallys.

Forfattere af en ny undersøgelse offentliggjort i AGU's journal Geofysiske forskningsbreve analyserede satellitdata og jordbilleder af STEVE -begivenheder og konkluderede, at den rødlige bue og det grønne stakit er to forskellige fænomener, der stammer fra forskellige processer. Stakit er forårsaget af en mekanisme, der ligner typiske auroras, men STEVEs lilla striber skyldes opvarmning af ladede partikler højere oppe i atmosfæren, ligner det, der får pærer til at lyse.

"Aurora er defineret af partikeludfældning, elektroner og protoner falder faktisk ned i vores atmosfære, der henviser til, at STEVEs atmosfæriske glød kommer fra opvarmning uden partikelfældning, "sagde Bea Gallardo-Lacourt, en rumfysiker ved University of Calgary og medforfatter af det nye studie. "De udfældende elektroner, der forårsager det grønne stakit, er således aurora, selvom dette sker uden for auroralzonen, så det er virkelig unikt. "

Billeder af STEVE er smukke i sig selv, men de giver også en synlig måde at studere det usynlige, komplekse ladede partikelstrømme i Jordens magnetosfære, ifølge undersøgelsens forfattere. De nye resultater hjælper forskere med bedre at forstå, hvordan partikelstrømme udvikler sig i ionosfæren, hvilket er vigtigt mål, fordi sådanne forstyrrelser kan forstyrre radiokommunikation og påvirke GPS -signaler.

Hvor kommer STEVE fra?

I den nye undersøgelse, forskere ønskede at finde ud af, hvilke beføjelser STEVE er, og om det forekommer på både den nordlige og sydlige halvkugle på samme tid. De analyserede data fra flere satellitter, der passerede overhead under STEVE -begivenheder i april 2008 og maj 2016 for at måle de elektriske og magnetiske felter i Jordens magnetosfære på det tidspunkt.

Forskerne koblede derefter satellitdataene med fotos af STEVE taget af amatørnordfotografer for at finde ud af, hvad der forårsager den usædvanlige glød. De fandt ud af, at under STEVE, en flydende "flod" af ladede partikler i Jordens ionosfære støder sammen, skaber friktion, der opvarmer partiklerne og får dem til at udsende lys lys. Glødelamper fungerer på nogenlunde samme måde, hvor elektricitet opvarmer en filament af wolfram, indtil den er varm nok til at lyse.

Interessant nok, undersøgelsen fandt, at stakitgærdet drives af energiske elektroner, der strømmer fra rummet tusinder af kilometer over Jorden. Selvom den ligner processen, der skaber typiske auroras, disse elektroner påvirker atmosfæren langt syd for sædvanlige aurorale breddegrader. Satellitdataene viste højfrekvente bølger, der bevæger sig fra Jordens magnetosfære til dens ionosfære, kan aktivere elektroner og slå dem ud af magnetosfæren for at skabe det stribede stakitværk.

Forskerne fandt også, at stakitgærdet forekommer i begge halvkugler på samme tid, støtter konklusionen om, at dens kilde er høj nok over Jorden til at tilføre energi til begge halvkugler samtidigt.

Offentlig involvering har været afgørende for STEVE-forskning ved at levere jordbaserede billeder og præcise tid- og placeringsdata, ifølge Toshi Nishimura, en rumfysiker ved Boston University og hovedforfatter af det nye studie.

"Efterhånden som kommercielle kameraer bliver mere følsomme og øget spænding om auroraen spredes via sociale medier, borgerforskere kan fungere som et 'mobilt sensornetværk, 'og vi er dem taknemmelige for at have givet os data til analyse, "Sagde Nishimura.