Η αινιγματική λάμψη του «φράχτη» μπορεί να μην είναι τελικά Aurora: ScienceAlert

By | December 12, 2023

Όταν ο Ήλιος γίνεται ταραγμένος, ο ουρανός της Γης φωτίζεται με όμορφα χορευτικά φώτα.

Γύρω από τους πόλους, πολύχρωμα σέλας χορεύουν και τρεμοπαίζουν στον ουρανό. Πιο κοντά στον ισημερινό, ωστόσο, εμφανίζεται μια διαφορετική εμπειρική λάμψη: ο κοκκινωπός, μωβ-ροζ STEVE και ο πράσινες ρίγες του φράχτη.

Τι είναι αυτά τα φώτα και γιατί εμφανίζονται στον ουρανό μας είναι ένα μυστήριο. Οι επιστήμονες είχαν προηγουμένως σκεφτεί ότι επειδή μοιάζουν με σέλας, θα μπορούσαν να σχετίζονται, αλλά οι μηχανισμοί πίσω από το φαινόμενο έχουν παραμείνει άγνωστοι.

Τώρα, μια νέα δημοσίευση προτείνει μια ριζοσπαστική ιδέα: ότι ο STEVE και ο φράχτης δεν είναι σαφώς σέλας, αλλά κάτι περισσότερο.

Αντί να παράγονται από μαγνητικά πεδία όπως τα σέλας, λέει μια ομάδα με επικεφαλής τη φυσική Claire Gasque του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, ο STEVE και ο φράκτης παράγονται από ηλεκτρικά πεδία παράλληλα με τις γραμμές μαγνητικού πεδίου, σε γεωγραφικά πλάτη χαμηλότερα από την αυγή.

Εάν συμβαίνει αυτό, θα έχει βαθιές επιπτώσεις στην κατανόησή μας για την ατμόσφαιρα της Γης, τη μαγνητόσφαιρα, την αλληλεπίδρασή τους και τη φυσική τους.

“Γνωρίζουμε εδώ και μερικά χρόνια ότι το φάσμα STEVE μας λέει ότι συμβαίνει κάποια πολύ εξωτική φυσική. Απλώς δεν ξέραμε τι ήταν”, λέει ο φυσικός του UC Berkeley, Brian Harding. «Το έγγραφο της Claire έδειξε ότι τα παράλληλα ηλεκτρικά πεδία είναι σε θέση να εξηγήσουν αυτό το εξωτικό φάσμα».

Ο ΣΤΙΒ και ο φράχτης. (Janis Smith Photography/ESA)

Τα Σέλας είναι πραγματικά ένα από τα πιο όμορφα τοπία που έχει να προσφέρει η Γη. Έχουν επίσης μια πολύ ενδιαφέρουσα φυσική εξήγηση. Εμφανίζονται όταν σωματίδια από τον Ήλιο, όπως αυτά που εκτοξεύονται από έναν ισχυρό ηλιακό άνεμο ή που εκτοξεύονται από μια γιγάντια έκρηξη σαν φωτοβολίδα, εκτοξεύονται στο διάστημα προς τη Γη.

Όταν φτάνουν στην προστατευτική μαγνητόσφαιρα της Γης, τα περισσότερα από αυτά απλώς αναπηδούν, αλλά μερικά συλλαμβάνονται, επιταχύνοντας κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη, όπου εκτοξεύονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Εκεί, συγκρούονται με ατμοσφαιρικά άτομα και μόρια, διεγείροντάς τα για λίγο και κάνοντάς τα να λάμπουν.

Αυτό είναι το σέλας και τα χρώματά του κυμαίνονται από πράσινο έως κίτρινο έως ροζ έως κόκκινο έως μοβ, με βάση τα άτομα που ιονίζονται. Το πράσινο είναι οξυγόνο. Το μωβ ή το μπλε είναι άζωτο. Το κόκκινο του αίματος, που είναι μια από τις πιο σπάνιες εκδηλώσεις, είναι οξυγόνο, αλλά είναι πολύ παρόν στην ατμόσφαιρα και εμφανίζεται μόνο κατά τη διάρκεια των πιο ενεργητικών ηλιακών γεγονότων.

Και μετά υπάρχει ο STEVE, σε ένα περίεργο λιλά και λευκό, που μερικές φορές συνοδεύεται από ένα πράσινο ριγέ στοιχείο γνωστό ως φράχτη. Το STEVE – Strong Thermal Emission Velocity – αναγνωρίστηκε επίσημα ως ξεχωριστό φαινόμενο το 2018 και οι επιστήμονες προσπαθούσαν να το καταλάβουν εδώ και χρόνια.

«Είναι πολύ ωραίο», λέει ο Gasque. «Είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στη διαστημική φυσική σήμερα».

Οι επιστήμονες πίστευαν ότι το STEVE μπορεί να δημιουργήθηκε από μια ροή ιονισμένων ατόμων στην ανώτερη ατμόσφαιρα που δεν πέφτει βροχή όπως τα σωματίδια του σέλας, γνωστή ως μετατόπιση ιόντων υποαυροειδούς ή SAID. Ο φράκτης θεωρήθηκε ότι ήταν το αποτέλεσμα πτώσης σωματιδίων από ένα STEVE.

Αλλά οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι πώς ένα SAID – το οποίο συνήθως δεν σχετίζεται με ένα STEVE – θα μπορούσε να παράγει τη λάμψη STEVE-y. Και ο Gasque και η ομάδα του σκέφτηκαν ότι μπορεί να υπάρχει άλλη εξήγηση για τον φράχτη.

«Αν κοιτάξεις το φάσμα του φράχτη, είναι πολύ πιο πράσινο από ό,τι θα περίμενες. Και δεν υπάρχει τίποτα από το μπλε που προέρχεται από τον ιονισμό του αζώτου», εξηγεί.

«Αυτό που μας λέει αυτό είναι ότι υπάρχει μόνο ένα συγκεκριμένο εύρος ενέργειας ηλεκτρονίων που μπορεί να δημιουργήσει αυτά τα χρώματα και δεν μπορούν να έρθουν από το διάστημα στην ατμόσφαιρα, επειδή αυτά τα σωματίδια έχουν τόση πολλή ενέργεια».

The Northern Lights (Northern Lights) στις 17 Μαρτίου 2015. (ESA/Crey, CC BY 2.0)

Αντίθετα, ο Gasque και η ομάδα του έχουν πλέον αποδείξει ότι τα σωματίδια στον φράχτη διεγείρονται τοπικά από ένα ηλεκτρικό πεδίο, αντί να πέφτουν από ένα υψηλότερο υψόμετρο σε ένα χαμηλότερο – που είναι ένας εντελώς διαφορετικός μηχανισμός από αυτόν πίσω από την αυγή.

Και ο STEVE, προτείνει το άρθρο, θα μπορούσε να παραχθεί με παρόμοια διαδικασία.

Υπάρχει ένας καλός τρόπος για να μάθετε. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι πρέπει να εκτοξεύσουμε έναν πύραυλο στο STEVE ή στον φράκτη για να τον δοκιμάσουμε απευθείας. Αυτό μπορεί να είναι δύσκολο, καθώς τα φαινόμενα είναι σχετικά σπάνια, αλλά ο πρώτος στόχος θα μπορούσε να είναι ένα ενισχυμένο σέλας – περιοχές με πιο έντονο φως που μερικές φορές εμφανίζονται ενσωματωμένες σε ένα σέλας. Τα χρώματά τους μοιάζουν πολύ με τα χρώματα του φράχτη.

Αυτά τα χαρακτηριστικά πιστεύεται επίσης ότι παράγονται από ηλεκτρικά πεδία. Και επειδή τα ενισχυμένα σέλας είναι πιο κοινά από το STEVE, προσφέρουν μια πιο προσιτή ευκαιρία.

«Είναι δίκαιο να πούμε ότι θα υπάρξουν πολλές μελέτες στο μέλλον σχετικά με το πώς αυτά τα ηλεκτρικά πεδία έφτασαν εκεί, με ποια κύματα σχετίζονται και δεν σχετίζονται και τι σημαίνει αυτό για τη μεγαλύτερη μεταφορά ενέργειας μεταξύ της ατμόσφαιρας της Γης και του διαστήματος. ” λέει ο Χάρντινγκ. “Πραγματικά δεν ξέρουμε. Το άρθρο της Claire είναι το πρώτο βήμα στην αλυσίδα της κατανόησης».

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *