Загадочное световое излучение STEVE исходит из магнитосферы Земли

На протяжении многих лет любители наблюдать за северным сиянием из Канады замечали загадочные полосы бледно-фиолетового и зеленого света, которые, казалось, танцевали по ночному небу. Но только в 2016 году они поделились своими красочными снимками с учеными, которые вскоре идентифицировали это световое шоу как новый тип явления в верхних слоях атмосферы, которое в шутку назвали STEVE.

Дополнительные материалы от гражданских ученых теперь помогают исследователям идентифицировать различные типы выбросов STEVE и определить, как и где в атмосфере Земли они генерируются.

Сияние STEVE

"Ученые уже несколько лет знают, что STEVE не является обычным типом северного сияния, потому что оно появляется в более низких широтах и имеет другие цвета", - говорит Сяннин Чу, исследователь из Лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо в Боулдере. "Но как именно формируются эти световые выбросы высоко в атмосфере Земли, остается загадкой".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

STEVE, которому дали обратное название Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, обычно выглядит как узкая фиолетовая лента, проходящая по небу. Эта лента иногда сопровождается пульсирующими зелеными огнями, которые на фотографиях выглядят как пикетный забор. Поскольку фиолетовые и зеленые огни не всегда появляются вместе, Чу хотел определить, есть ли у этих двух огней один и тот же источник, но он не был уверен, как это сделать - пока 17 июля 2018 года не произошло счастливое совпадение.

В ту ночь двое гражданских ученых, расположенных в 400 километрах друг от друга, сделали снимки одного и того же события STEVE. Поскольку фотографии были сделаны одновременно с двух разных ракурсов, Чу и его команда смогли выполнить простую триангуляцию, которая позволила им определить точное местоположение каждой точки на снимках.

Затем исследователи проанализировали эту информацию, чтобы попытаться определить местоположение источника STEVE. "Мы не были уверены, где нам следует искать - в ионосфере на высоте 100-400 километров над Землей или в магнитосфере на высоте около 30 000 километров над поверхностью", - говорит Чу.

Анализ фотографий, сделанных гражданскими учеными во время события STEVE 2018 года, показал, что выбросы фиолетового и зеленого света происходят на разных высотах, но вдоль одних и тех же линий магнитного поля. Это указывает на то, что они вызваны одной и той же областью магнитосферы на высоте почти 30 000 километров над поверхностью Земли. 

Исследователи уже знали, что зеленый "штокетник" следует за магнитными линиями Земли. Анализ, проведенный группой Чу, показывает, что фиолетовые и зеленые выбросы расположены вдоль одних и тех же линий магнитного поля, хотя и на разных высотах. Поскольку они следуют вдоль одних и тех же линий поля в обширном диапазоне высот, Чу говорит, что в ионосфере не существует известного локального механизма, который мог бы их объяснить.

"Наш анализ показывает, что и фиолетовые, и зеленые выбросы STEVE обусловлены одной и той же узкой областью, поэтому это должна быть магнитосфера", - говорит он. "Это подтверждает результаты нашего предыдущего исследования, в котором были представлены доказательства того, что область-источник STEVE находится на резкой границе магнитосферы, где наблюдаются сильные волны и ускорение частиц".

Связь ионосферы и магнитосферы является одной из фундаментальных тем в космической физике, хотя этот процесс обычно рассматривается только в высоких широтах, где возникают сияния. Но Чу говорит, что полученные им результаты показывают, что сильная связь может происходить и в более низких широтах, перенося огромное количество энергии и импульса между магнитосферой и ионосферой.

По словам Чу, это исследование было бы невозможно без помощи гражданских исследователей. "Я хочу поблагодарить Нила Зеллера и Колина Чатфилда, которые так любезно предоставили свои фотографии для этого анализа", - говорит он. "Я призываю других гражданских исследователей присылать свои снимки в FaceBook-группу Alberta Aurora Chasers".

По словам Чу, остается еще много нерешенных вопросов о STEVE, включая то, как оно генерируется, и гражданские исследователи, вероятно, будут продолжать играть важную роль в этом исследовании. "Мы ограничены количеством событий STEVE и соответствующими наблюдениями", - говорит Чу. "Это совершенно новый механизм, о котором никогда не сообщалось ранее. Если мы сможем решить эту проблему, у нас будет больше информации для добавления в наши учебники". опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Лучшие публикации в Telegram-канале Econet.ru. Подписывайтесь!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet