Naukowcy przedstawili teorię, która wyjaśnia pojawienie się steves - podobnych do zjawiska zorzy polarnej w kolorze fioletowym. Autorzy doszli do wniosku, że steves i często towarzysząca im zielona poświata należy traktować jako odrębne zjawiska. Te pierwsze są związane z nagrzewaniem się cząstek poruszających się w atmosferze i wcale nie są podobne do zwykłych zórz polarnych, a te drugie, choć powstają w nietypowych miejscach, mają wiele wspólnego ze standardowymi zjawiskami - piszą naukowcy w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
Zorze polarne powstają w wyniku interakcji cząstek wychwyconych przez pole magnetyczne Ziemi z cząsteczkami powietrza w górnych warstwach atmosfery. Zazwyczaj zorza polarna jest wywoływana przez elektrony wiatru słonecznego, które pobudzają atomy i cząsteczki, takie jak tlen i azot. Zorze polarne są bezpośrednio związane z polem magnetycznym planety, więc zwykle pojawiają się tylko w pobliżu biegunów magnetycznych.
Oprócz zwykłych zorzy polarnej na półkuli północnej istnieją również fioletowe pasma światła o szerokości około 20-30 kilometrów i długości do tysięcy kilometrów. Stały się znane jako steves (STEVE, Strong Thermal Emission Velocity Velocity Enhancement - silny wzrost prędkości przez promieniowanie cieplne). Astrofotografowie-amatorzy są znani od co najmniej kilkudziesięciu lat, ale pierwsza praca naukowa na ten temat ukazała się dopiero w 2018 roku. Rękawy nie wyglądają jak standardowe zorze nie tylko pod względem koloru, ale także w miejscu pojawienia się, gdyż obserwowano je dalej od bieguna. Ponadto ściegom czasami towarzyszy niezwykły naprzemienny zielony blask, przypominający ogrodzenie.
Naukowcy próbowali już rozgryźć mechanizm powstawania steves, ale ostatecznie nie mogli tego rozgryźć. Aby położyć kres temu pytaniu, zespół naukowców pod kierownictwem Yukitoshi Nishimury z Boston University zebrał dane dotyczące trzech przypadków obserwacji steves. Autorzy wykorzystali dane z naziemnych instrumentów badających magnetosferę satelitów THEMIS i Swarm, a także z aparatu meteorologicznego DMSP, co umożliwiło uzyskanie informacji o prądach elektrycznych, polach magnetycznych i widmach energii cząstek w bezpośrednim sąsiedztwie obszaru pochodzenia stevesa.
W przeciwieństwie do poprzednich badań, autorzy nowej pracy po raz pierwszy przeanalizowali dane z satelitów na wysokich orbitach. W rezultacie naukowcy doszli do wniosku, że steves i zielony płot reprezentują dwa odrębne zjawiska generowane przez różne procesy. Naukowcom udało się potwierdzić pogląd wyrażony we wcześniejszych pracach na temat związku steve'ów z podusznym dryfem jonów. Termin ten odnosi się do wąskich strumieni szybko naładowanych cząstek w jonosferze Ziemi, poruszających się w obszarze przylegającym do równika do owalu zorzy polarnej, gdzie przechodzi otwarcie linii pola geomagnetycznego. Steves to w rzeczywistości blask cząstek podgrzewanych elektrycznie, to znaczy w pewnym sensie są one podobne do światła żarników zwykłych żarówek.
„Zielone ogrodzenie” wiązało się z opadaniem elektronów do atmosfery z wysokości kilku tysięcy kilometrów, co potwierdzają jednoczesne obserwacje tego zjawiska w pobliżu obu biegunów.
„Zorze polarne są określane przez opadanie elektronów i protonów w atmosferze, podczas gdy blask Stevesa jest wynikiem ogrzewania bez opadu cząstek” - mówi współautorka Beatriz Gallardo-Lacourt z Uniwersytetu Calgary. „Zielony płot jest generowany przez opad elektronów i dlatego jest rodzajem zorzy polarnej, chociaż występuje poza strefą zorzy polarnej, co czyni go wyjątkowym”.
Naukowcy wciąż niewiele wiedzą nie tylko o prostych rzeczach, ale także o zorzy polarnej. W szczególności dopiero niedawno uzyskano jasność co do natury pulsujących zórz polarnych. Ponadto NASA przeprowadziła w tym miesiącu wyjątkowo piękny eksperyment, wlewając bar i stront do zorzy polarnej. Zorze polarne obserwuje się również na innych planetach: w szczególności sonda MAVEN zarejestrowała je na Marsie.
Film promocyjny:
Timur Keshelava