Учените обясняват тайнствения, небесен СТЕВ

Страхотен пример за дисплей STEVE, взет от Райън Сол от Alberta Aurora Chasers вечерта на 10 април 2018 г. в Принц Джордж, Британска Колумбия, Канада.

Всички сме наясно или дори сме запознати с aurora borealis - известен също като северно сияние - онези красиви, блестящи панделки от светлина, които понякога танцуват през нощното небе. Но има и друг, малко по-малко известен феномен, наречен STEVE (силно повишаване на скоростта на топлинни емисии), който също така предлага фантастични дисплеи, но все още не е толкова добре разбран. Сега учените смятат, че най-накрая са разбрали какво го причинява. Те откриха, че STEVE има характеристики, подобни на тези на типичните Аврори, но въпреки това е уникално различен в начина на формиране.

На 16 април 2019 г. изследователите публикуваха новите анализи, получени от партньорските проверки в писма за геофизични изследвания .

През 2018 г. предишно проучване установи, че STEVE е вид небесно сияние, което се различава от другите аурори, но изследователите не знаеха какво го причинява. Какъвто и да е източникът, на пръв поглед не бяха заредени частици, удрящи земната атмосфера по същия начин, както в типичните аврори. Но STEVE може да се появи и по време на силни магнитни бури, такива, които произвеждат най-ярките прояви на auroras: следователно, малко пъзел. Имаше няколко фантастични прояви на STEVE през 2018 г., които събраха много внимание в социалните медии и привлякоха вниманието на изследователите.

За разлика от другите аурори, които се виждат като големи, блестящо зелени панделки, STEVE е по-тънка панделка от розово-червена или светло-цветна светлина, простираща се от изток на запад и простираща се на юг по ширина в сравнение с други аврори. STEVE дисплеите се срещат много високо в атмосферата, на около 15 000 мили (25 000 км) надморска височина. Но тези STEVE дисплеи често са придружени и от други вертикални колони на зелена светлина, наречени Picket Fence Auroras, които също не са били добре разбрани досега.

Друга красива снимка на дисплей STEVE, близо до Kamloops, BC, Канада, на 26 септември 2016 г. Изображение чрез Дейв Маркел.

На тази страхотна снимка могат да се видят както сив STEVE, така и зелен дисплей Picket Fence Aurora. Снимка, направена на 8 май 2016 г. близо до Келер, Вашингтон. Изображение чрез Роки Рейбъл.

Зашеметяващ дисплей за ограда за пикет Aurora близо до планината Анархист, Британия, Канада на 15 септември 2017 г. Изображение чрез Дебра Цераволо.

Сега новото проучване е определило две причини за двата феномена - енергийни електрони като тези в други Аврори, както и нагряване на други заредени частици в атмосферата - които създават както STEVE, така и Picket Fence Auroras. STEVE се причинява от нагряването на заредени частици - плазмено нагряване - в горната атмосфера, но Picket Fence Auroras е резултат от механизми, по-подобни на типичните auroras. As Беа Галардо-Лакорт, космически физик в университета в Калгари и съавтор на новото изследване, обясни:

Аврората се определя от утаяване на частици, електрони и протони, които действително попадат в нашата атмосфера, докато атмосферното сияние STEVE идва от нагряване без утаяване на частици. Следователно утаяващите се електрони, които причиняват оградата на зеления пикет, са аурора, въпреки че това се случва извън Авроралната зона, така че това наистина е уникално.

Изследователите успяха да стигнат до тези заключения, изучавайки както сателитни данни, така и наземни изображения на STEVE събития. Данните от няколко спътника бяха анализирани като сателитите, преминали над STEVE събитията през април 2008 г. и май 2016 г. След това тези данни бяха сравнени със снимки, направени от любители аврорални фотографи. В случая с дисплеите STEVE беше установено, че заредените частици в йоносферата - в „течаща река“ - се сблъскват една с друга. Триенето произвежда топлина и частиците излъчват светло оцветена в резултат на това. Това е подобно на това как електричеството в крушка с нажежаема жичка загрява нажежаемата жичка, докато свети.

Художник s концепция за магнитосферата по време на събитие STEVE, изобразяваща плазмената област, която попада в зоната на Аврора (зелена), плазмасферата (синя) и границата между тях, наречена плазмапауза (червена) . Образ чрез Емануел Masongsong, UCLA / Yukitoshi Nishimura, BU и UCLA.

Picket Fence Auroras, от друга страна, са създадени от енергийни електрони, удрящи атмосферата на Земята от космоса. Това е подобно на редовните полярни шири в северните ширини, с изключение на това, че тези частици са склонни да удрят атмосферата по-на юг по географска ширина. Електроните се зареждат с енергия от високочестотни вълни, движещи се от магнитосферата на Земята към йоносферата; когато електроните се избият от магнитосферата, те създават ивици, напомнящи ограда за пикет. Този процес протича и в двете полукълба едновременно, което показва, че източникът на частиците е достатъчно високо над Земята, че частиците могат да засегнат и двете полукълба едновременно.

STEVE събитията също са чудесен начин обществеността да се включи в ауроралните изследвания. Снимките, направени от земята, могат да предоставят конкретни данни за времето и местоположението, което е ценно за учените. Както казва Тоши Нишимура, космически физик в Бостънския университет и водещ автор на новото изследване, каза:

Тъй като търговските камери стават по-чувствителни и се увеличава вълнението от разпространението на аурората чрез социалните медии, гражданските учени могат да действат като "мобилна сензорна мрежа" и ние сме им благодарни, че ни дават данни за анализ.

Красив пример за „редовна“ аврора, видяна на 2 ноември 2016 г. от самолет, летящ над Северна Канада близо до Арктическия кръг. Изображение чрез Shreenivasan Manievannan

Опознаването на екзотични явления като STEVE и Picket Fence Auroras не само помага на учените да разберат какво ги причинява, но и как те се свързват с други аурорални явления и какво движи толкова сложни процеси в земната атмосфера, докато взаимодействат с заредени частици, идващи от космоса. Това е полезно не само за разбиране на самите явления, но и за предпазване от евентуални вредни въздействия върху радио и GPS сигнали, които са от решаващо значение в съвременния технологичен свят.

Долен ред: Благодарение на данни както от обществеността, така и от спътниците, учените са разбрали какво причинява явленията STEVE и Picket Fence Aurora, които са по-малко известни, но също толкова красиви дисплеи, подобни на небето.

Източник: Магнитосферни подписи на STEVE: Последици за магнитосферния източник на енергия и между полусферичната конюгация

Чрез AGU 100