Три года назад таинственное пурпурное сияние появилось на канадском небе. Световое шоу было совершенно неизвестным небесным явлением, поэтому ему дали имя, соответствующее его красоте и величию: Стив.
Теперь ученые наконец-то определили, что вызывает явление светящихся лент красноватого пурпурного и зеленого: магнитные волны, потоки горячей плазмы и потоки электронов в регионах, в которых они обычно никогда не появляются.
Краткая история СТИВ
25 июля 2016 года наблюдатели заметили странный тип отображения атмосферного света, освещающего ночное небо в северном полушарии. Они быстро поняли, что это не обычное сияние, и дали ему новое имя, вдохновленное фильмом «За изгородью» (DreamWorks Animation, 2006); группа лесных животных, впервые столкнувшаяся с живой изгородью, называет незнакомый объект «Стив». (Позже астрономы изменили это название на STEVE, аббревиатуру для усиления скорости теплового излучения.)
Предварительный анализ STEVE обнаружил, что его оптические эффекты происходили иначе, чем полярные сияния, но ученые не могли сказать, что именно происходило.
Полярные сияния могут проследить свое происхождение от Солнца, когда солнечные пятна испускают облака протонов и электронов, которые несутся к Земле на солнечных ветрах. Как только эти заряженные частицы достигают планеты, ее магнитное поле притягивает их к северному и южному полюсам. Когда частицы покидают магнитосферу и бомбардируют верхние слои атмосферы планеты, они взаимодействуют с такими элементами, как кислород и азот, создавая закрученные ленты света.
Но световые шоу STEVE отличаются от типичных сияний. STEVE появляется дальше на юг и над более густонаселенными районами, чем большинство сияний. И в отличие от полярного сияния и его фирменных зеленоватых вихрей, которые волнистые по горизонтали, STEVE производит высокие вертикальные пурпурные или зеленые полосы, иногда сопровождаемые колонной коротких полос, напоминающих забор, согласно новому исследованию.
«Совершенно неизвестно»
В предыдущем исследовании, опубликованном в 2018 году, те же исследователи обнаружили, что STEVE возникла в ионосфере, в зоне, простирающейся примерно от 50 до 375 миль (от 80 до 600 километров) над землей, где образуются полярные сияния.
Но даже несмотря на то, что STEVE появился во время тех же самых магнитных бурь на солнечной энергии, которые произвели полярные сияния, большая часть светящегося явления вновь обретенного явления не была результатом попадания заряженных частиц в верхние слои атмосферы Земли. К такому выводу пришли свидетельства, собранные спутниками, которые прошли через мероприятие STEVE в 2008 году.
Новое исследование использовало эти данные 2008 года, наряду со спутниковыми данными и наземными наблюдениями от двух других событий STEVE, чтобы идентифицировать два различных процесса, которые формируют световую ленту STEVE и частокол.
Согласно исследованию, вертикальные ленты STEVE освещаются не дождем заряженных частиц, падающих в атмосферу, а трением, вызванным потоками горячей плазмы и мощными магнитными волнами на высоте около 15 000 миль (25 000 км) над Землей. Тепло от этих потоков возбуждает частицы так, что они генерируют пурпурный свет, механизм, подобный освещению ламп накаливания.
В то время как сияние сияний происходит, когда электроны и протоны попадают в атмосферу Земли, "атмосферное свечение STEVE происходит от нагрева без осаждения частиц", - говорится в заявлении соавтора исследования Бе Галлардо-Лакурт, космического физика из Университета Калгари в Канаде. ,
С другой стороны, зеленый частокол STEVE формируется так, как это делают полярные сияния: когда электроны падают на верхние слои атмосферы. Однако это происходит далеко к югу от широт, где обычно образуются полярные сияния, «так что это действительно уникально», сказал Галлардо-Лакур.
Авторы пишут, что этот характерный забор появился одновременно и в небе над северным и южным полушариями. Это демонстрирует, что источник энергии, питающий STEVE, достаточно обильный, чтобы создавать одновременные световые шоу в обоих полушариях, говорят авторы исследования.
Но ученые до сих пор не знают, почему это явление появляется намного южнее, чем сияние, а это значит, что СТИВ хранит немного своей тайны.
Полученные результаты были опубликованы онлайн 16 апреля в журнале Geophysical Research Letters.
