Trzy lata temu na kanadyjskim niebie pojawiła się tajemnicza fioletowa poświata. Pokaz świetlny był całkowicie nieznanym zjawiskiem na niebie, dlatego nadano mu nazwę odpowiadającą jego pięknu i wielkości: Steve.
Teraz naukowcy w końcu ustalili, co powoduje świecące wstążki tego zjawiska o czerwonawo-fioletowym i zielonym kolorze: fale magnetyczne, wiatry gorącej plazmy i opady elektronów w regionach, w których zwykle się nie pojawiają.
Krótka historia STEVE
25 lipca 2016 r. Obserwatorzy zauważyli dziwny rodzaj atmosferycznego wyświetlacza świetlnego oświetlającego nocne niebo na półkuli północnej. Szybko zorientowali się, że nie jest to zwykła zorza polarna i nadali jej nową nazwę inspirowaną filmem „Over the Hedge” (DreamWorks Animation, 2006); grupa leśnych zwierząt, po raz pierwszy zdezorientowana żywopłotem, nazywa nieznany obiekt „Steve”. (Astronomowie później zmienili tę nazwę na STEVE, akronim oznaczający silne zwiększenie prędkości emisji cieplnej).
Wstępna analiza projektu STEVE wykazała, że jego efekty optyczne zachodziły inaczej niż u zorzy polarnej, ale naukowcy nie mogli powiedzieć, co dokładnie się dzieje.
Zorza może prześledzić swoje pochodzenie od Słońca, gdy plamy słoneczne wypluwają chmury protonów i elektronów, które pędzą w kierunku Ziemi na wiatrach słonecznych. Gdy naładowane cząstki dotrą do planety, jej pole magnetyczne przyciąga je w kierunku biegunów północnego i południowego. Gdy cząsteczki opuszczają magnetosferę i bombardują górną atmosferę planety, oddziałują z takimi pierwiastkami, jak tlen i azot, wytwarzając wirujące wstęgi światła.
Ale pokazy świetlne STEVE różnią się od typowych zorzy polarnych. STEVE pojawia się dalej na południu i na bardziej zaludnionych obszarach niż większość zorzy. I w przeciwieństwie do zorzy polarnej i jej charakterystycznych zielonkawych zawirowań, które falują poziomo, STEVE produkuje wysoki pionowy purpurowy lub zielony pas, którym czasami towarzyszy kolumna krótkich pasków przypominających płot, zgodnie z nowymi badaniami.
„Zupełnie nieznany”
We wcześniejszych badaniach opublikowanych w 2018 r. Ci sami badacze odkryli, że STEVE powstało w jonosferze, strefie rozciągającej się od około 50 do 375 mil (80 do 600 kilometrów) nad ziemią, gdzie powstają zorze polarne.
Ale chociaż STEVE pojawił się podczas tych samych burz magnetycznych zasilanych energią słoneczną, które wytworzyły zorze polarne, większość świecącego wyglądu nowo odkrytego zjawiska nie była wynikiem uderzenia naładowanych cząstek w górną atmosferę Ziemi. Wniosek ten wynika z dowodów zebranych przez satelity, które przeszły przez wydarzenie STEVE w 2008 r.
Nowe badanie wykorzystało dane z 2008 roku, dane satelitarne i obserwacje naziemne z dwóch innych zdarzeń STEVE, aby zidentyfikować dwa różne procesy, które kształtują lekką wstęgę STEVE i płot.
Według badań pionowe wstęgi STEVE są oświetlane nie przez deszcz naładowanych cząstek spadających do atmosfery, ale przez tarcie wywołane gorącymi przepływami plazmy i silnymi falami magnetycznymi około 15 000 mil (25 000 km) nad Ziemią, zgodnie z badaniami. Ciepło z tych przepływów energetyzuje cząsteczki, dzięki czemu wytwarzają fioletowe światło, mechanizm podobny do oświetlenia żarówek.
Podczas gdy poświata zorzy występuje, gdy elektrony i protony wpadają do ziemskiej atmosfery, „blask atmosferyczny STEVE pochodzi z ogrzewania bez wytrącania cząstek”, współautorka badań Bea Gallardo-Lacourt, fizyk kosmiczny z University of Calgary w Kanadzie, powiedział w oświadczeniu .
Z drugiej strony płot zielony STEVE tworzy się jak zorza polarna: gdy elektrony padają na górną atmosferę. Jednak dzieje się to daleko na południe od szerokości geograficznych, gdzie zwykle tworzą się zorze polarne, „więc jest to naprawdę wyjątkowe” - powiedział Gallardo-Lacourt.
Ten charakterystyczny płot pojawił się także na niebie nad półkulami północną i południową, jak napisali autorzy. Wskazuje to, że źródło energii zasilające STEVE jest wystarczająco liczne, aby stworzyć jednoczesne pokazy świetlne na obu półkulach, twierdzą autorzy badania.
Ale naukowcy wciąż nie wiedzą, dlaczego zjawisko to pojawia się o wiele dalej na południe niż zorza, co oznacza, że STEVE zachowuje trochę swojej tajemnicy.
Odkrycia zostały opublikowane online 16 kwietnia w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
