Οι Rockets μπορεί να αποκαλύψουν ότι ο STEVE δεν είναι μια πραγματική Aurora

By | December 11, 2023

Όταν οι ερασιτέχνες φωτογράφοι σέλας παρατήρησαν έναν τύπο φωτός στον ουρανό που κανείς δεν είχε αναφέρει πριν, οι περισσότεροι άνθρωποι υπέθεσαν ότι είχαν βρει έναν νέο τύπο σέλας. Ωστόσο, μια εναλλακτική εξήγηση το αποδίδει σε τόσο διαφορετικές αιτίες που οι υπεύθυνοι επιστήμονες το βλέπουν ως κάτι ξεχωριστό και όχι ως υποτύπο αυτού που ήδη γνωρίζουμε. Κάποιοι έχουν προτείνει ένα πείραμα που θα μπορούσε να τους αποδείξει ότι έχουν δίκιο.

Μετά την ανακάλυψη, το φαινόμενο ονομάστηκε Steve (τώρα STEVE) για να αποφευχθεί ο κίνδυνος να του δοθεί ένα όνομα που θα κατέληγε να το περιγράφει λανθασμένα, όπως είχε συμβεί προηγουμένως με τα λεγόμενα Stable Auroral Arcs, τα οποία δεν είναι σέλας.

Τα STEVE φαίνονται διαφορετικά από τα σέλας, με ένα χαρακτηριστικό τόξο λεβάντας και όχι μια αστραφτερή σειρά χρωμάτων. Και οι δύο ακολουθούν ηλιακές καταιγίδες, ωστόσο, οδηγώντας τους φυσικούς να υποθέσουν ότι είχαν κοινή προέλευση από φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο που συντρίβονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Ωστόσο, η Claire Gasque, μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Μπέρκλεϋ, δεν άρχισε να μελετά τους STEVE με εμπειρία στην έρευνα σέλας. Αντίθετα, έκανε το διδακτορικό της για το πώς τα ηφαίστεια επηρεάζουν την ιονόσφαιρα όταν άκουσε για τους STEVE σε ένα συνέδριο.

Ο Gasque συνειδητοποίησε μια υπόθεση που προτείνει ότι τα STEVE προκαλούνται από ηλεκτρικά πεδία παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Αυτό θα εξηγούσε γιατί τα STEVE, και ο προφανώς σχετικός «πράσινος φράκτης», εμφανίζονται πιο μακριά από τους πόλους από τα αληθινά σέλας.

Ωστόσο, ο Gasque είπε σε μια δήλωση: «Αυτό θα άλλαζε τη μοντελοποίησή μας για το τι δημιουργεί φως και ενέργεια στο σέλας σε ορισμένες περιπτώσεις».

«Συλλογικά, αυτό υποδηλώνει ότι ο φράκτης μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα παράδειγμα μιας κατηγορίας εκπομπών που μοιάζουν με σέλας που παράγονται τοπικά από παράλληλα ηλεκτρικά πεδία και όχι από την κατακρήμνιση μαγνητοσφαιρικών σωματιδίων, αν και οι πηγές αυτών των πεδίων μπορεί να είναι διαφορετικές», γράφουν οι Gasque και συν. -συγγραφείς.

Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία γενικά τρέχουν σε ορθή γωνία μεταξύ τους, οπότε η ιδέα να τρέχουν παράλληλα φαίνεται σαν μια μη εκκίνηση. Ωστόσο, ο Gasque έδειξε θεωρητικά ότι τα μέτρια ηλεκτρικά πεδία παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο της Γης θα μπορούσαν να υπάρχουν σε υψόμετρα περίπου 110 χιλιομέτρων (70 μίλια) όταν τα ουδέτερα άτομα λειτουργούν ως μονωτές. Αν ναι, αυτά θα διεγείρουν τα σπάνια μόρια οξυγόνου και αζώτου που υπάρχουν σε αυτό το ύψος και θα παράγουν ένα φάσμα φωτός παρόμοιο με αυτό που παρατηρείται για τους πράσινους φράχτες.

«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», είπε ο Gasque. «Αυτό που μας λέει αυτό είναι ότι υπάρχει μόνο μια συγκεκριμένη ενεργειακή περιοχή ηλεκτρονίων που μπορούν να δημιουργήσουν αυτά τα χρώματα και δεν μπορούν να έρθουν από το διάστημα στην ατμόσφαιρα, επειδή αυτά τα σωματίδια έχουν τόση πολλή ενέργεια».

Επομένως, υποστήριξε η Gasque, το φως πρέπει να προέρχεται από τοπικά σωματίδια που ενεργοποιούνται από κάτι, το οποίο πιστεύει ότι είναι ένα παράλληλο ηλεκτρικό πεδίο. Εάν τέτοια πεδία μπορούν να δημιουργήσουν τον φράχτη, τότε φαίνεται πιθανό ότι ευθύνονται και για τα STEVE, τα οποία συνήθως εμφανίζονται μαζί τους. Ο Gasque και οι συνεργάτες του προέβλεψαν ότι τα STEVE θα πρέπει να συνοδεύονται από υπεριώδεις εκπομπές σε συγκεκριμένες συχνότητες.

Αν και οι φράχτες και τα STEVE έχουν παρατηρηθεί σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη από τα σέλας, και τα δύο συμβαίνουν κατά τη διάρκεια γεωμαγνητικών καταιγίδων μετά από εκλάμψεις στον Ήλιο, υποδηλώνοντας μια σύνδεση. Ωστόσο, ο Gasque προτείνει ότι αυτές οι καταιγίδες δημιουργούν τις συνθήκες στις οποίες τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν να επιταχύνουν τα σωματίδια για να παράγουν άλλους τύπους φωτός.

Οι STEVE εμφανίζονται συχνά με το φαινόμενο του πράσινου φράχτη, υποδηλώνοντας μια κοινή αιτία. Αυτή η εικόνα δείχνει μια ιδιαίτερα στενή ευθυγράμμιση.

Πίστωση εικόνας: Libor Fousek/Shutterstock.com

Είναι καλό να βρεις μια εναλλακτική εξήγηση, αλλά η ουσία της επιστήμης είναι να δοκιμάζει τα πράγματα. Ο Gasque και οι συνεργάτες του προτείνουν ότι με την εκτόξευση ρουκετών σε πραγματικούς σέλαους και ύποπτα φαινόμενα που μοιάζουν με σέλας, θα ήταν δυνατό να δοκιμαστούν οι ομοιότητες και οι διαφορές τους.

Η εκτόξευση πυραύλων στην ιονόσφαιρα είναι λίγο πέρα ​​από τον προϋπολογισμό του μέσου μεταπτυχιακού φοιτητή, έτσι ο Gasque συνεργάστηκε με ερευνητές στο Εργαστήριο Διαστημικής Επιστήμης του Μπέρκλεϋ για να προσπαθήσει να πείσει τη NASA ότι αυτό είναι ένα έργο που αξίζει να εξερευνηθεί.

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

Ακόμη και σε περιόδους που ο Ήλιος είναι ενεργός, όπως αυτή τη στιγμή, τα σέλας είναι δύσκολο να προβλεφθούν και αν τα STEVE ήταν κοινά, θα τα είχαμε ανακαλύψει εδώ και πολύ καιρό. Η ομάδα προτείνει την εκτόξευση ενός πυραύλου από την Αλάσκα για να περάσει μέσα από ένα ενισχυμένο σέλας – ένα κανονικό σέλας με χαρακτηριστικά που θυμίζουν τον φράχτη που εμφανίζεται μέσα σε αυτό.

Ο πύραυλος θα δοκίμαζε εάν τα παράλληλα ηλεκτρικά πεδία είναι πραγματικά και, αν ναι, πόσο ισχυρά είναι. Πρόσθετοι πύραυλοι θα πετούσαν ακόμη ψηλότερα για να παρατηρήσουν αληθινά σέλας για συγκριτικούς σκοπούς. Η άμεση παρατήρηση του STEVE θα απαιτούσε τη διατήρηση ενός πυραύλου σε κατάσταση αναμονής για μεγάλο χρονικό διάστημα, περιμένοντας την κατάλληλη στιγμή για εκτόξευση, αλλά οι συγγραφείς ελπίζουν ότι αυτό θα συμβεί τελικά.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Geophysical Research Letters.

Leave a Reply

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