For tre år siden oppstod en mystisk purpuraktig glød over de kanadiske himmelene. Lysshowet var et helt ukjent himmelsk fenomen, så det ble gitt et navn som passet til dets skjønnhet og storhet: Steve.
Nå har forskere endelig pekt på hva som forårsaker fenomenets glødende bånd av rødlig lilla og grønt: magnetiske bølger, vind av varmt plasma og dusjer med elektroner i regioner de vanligvis aldri vises.
En kort historie om STEVE
25. juli 2016, observerte observatører en merkelig type atmosfærisk lysdisplay som opplyste nattehimmelen på den nordlige halvkule. De skjønte raskt at dette ikke var noen vanlig aurora og ga den et nytt navn inspirert av filmen "Over the Hedge" (DreamWorks Animation, 2006); en gruppe skogsdyr, forvirret av en hekk for første gang, kaller den ukjente gjenstanden "Steve". (Astronomer endret senere navnet til STEVE, et forkortelse for sterk forbedring av termisk utslippshastighet.)
Foreløpig analyse av STEVE fant at dens optiske effekter ble annerledes enn en aurora, men forskere kunne ikke si hva som fant sted.
Auroras kan spore sin opprinnelse til solen, når solflekker spytter ut skyer av protoner og elektroner som går mot jorden på solvind. Når disse ladede partiklene når planeten, trekker dets magnetfelt dem mot nord- og sørpolene. Når partiklene forlater magnetosfæren og bombarderer planetens øvre atmosfære, samhandler de med elementer som oksygen og nitrogen for å generere virvlende lysbånd.
Men STEVEs lysshows er forskjellige fra en typisk aurora. STEVE vises lenger sør, og over mer befolkede områder, enn de fleste auroras gjør. Og i motsetning til en aurora og dens varemerke, grønlige virvler som bølger horisontalt, produserer STEVE et ruvende vertikalt lilla eller grønt bånd, noen ganger ledsaget av en kolonne med korte stolper som ligner et stakittgjerde, ifølge den nye studien.
"Helt ukjent"
I en tidligere studie publisert i 2018, fant de samme forskerne at STEVE hadde sin opprinnelse i ionosfæren, sonen som strekker seg fra 80 til 600 kilometer over bakken, der auroras dannes.
Men selv om STEVE dukket opp under de samme solcelledrevne magnetiske stormene som produserte auroras, var det meste av det nyfundne fenomenets glødende utseende ikke et resultat av ladede partikler som smalt inn i jordens øvre atmosfære. Den konklusjonen kommer fra bevis samlet av satellitter som gikk gjennom en STEVE-hendelse i 2008.
Den nye studien brukte at 2008-data, sammen med satellittdata og bakkeobservasjoner fra to andre STEVE-hendelser, for å identifisere to forskjellige prosesser som former STEVEs lysbånd og stakittgjerde.
STEVEs vertikale bånd blir ikke opplyst av et regn av ladede partikler som faller ut i atmosfæren, men av friksjon forårsaket av varme plasmastrømmer og kraftige magnetiske bølger omtrent 25 000 kilometer over jorden, ifølge studien. Varme fra disse strømningene gir partikler energi slik at de genererer lilla lys, en mekanisme som ligner belysning av glødepærer.
Mens aurora glød oppstår når elektroner og protoner faller i jordens atmosfære, "den STEVE atmosfæriske glød kommer fra oppvarming uten partikkelutfelling," studerer medforfatter Bea Gallardo-Lacourt, en romfysiker ved University of Calgary i Canada, sa i en uttalelse .
STEVEs grønne stakittgjerde dannes derimot slik auroras gjør: når elektroner regner ned på den øvre atmosfæren. Imidlertid forekommer dette langt sør for breddegradene der auroras vanligvis dannes, "så det er virkelig unikt," sa Gallardo-Lacourt.
Dette karakteristiske stakittgjerdet dukket også opp i himmel over den nordlige og sørlige halvkule på samme tid, skrev forfatterne. Dette demonstrerer at energikilden som drivstoff STEVE er rikelig nok til å lage samtidige lysforestillinger i begge halvkule, sa forfatterne.
Men forskere vet fremdeles ikke hvorfor fenomenet forekommer så mye lenger sør enn auroras gjør, noe som betyr at STEVE beholder litt av mysteriet.
Funnene ble publisert online 16. april i tidsskriftet Geophysical Research Letters.
