Науковці ідентифікували новий незвичний вид полярного сяйва. Йдеться про тоненькі смуги червоного світла, в яких ненадовго спалахують зелені структури – і вони з’являються суттєво південніше, ніж звичне полярне сяйво. Недавно дані з супутників Swarm від Європейського космічного агентства (ЄКА) надали свідчення про походження цього явища, яке назвали «Стівом» («Steve»). Проте цілком його зрозуміти вченим ще не вдалося.
«Стів» над озером Чайлдс Лейк в Канаді. Зображення: Krista Trinder.
Полярне сяйво – одне з найвражаючіших явищ природи. Воно виникає в результаті взаємодії сонячних вітрів та складної магнітної захисної оболонки нашої планети. Залежно від частинок та взаємодії, полярне сяйво може набувати різних форм і кольорів. Одні пульсують або мерехтять, інші – демонструють раптові яскраві спалахи. Ще один виняток – протонові дуги, що становлять собою делікатні смуги світла, які вигинаються дугою догори і виникають як наслідок зіткнення високоенергетичних протонів і газових частинок.
Проте існує й інший, дотепер невідомий вид полярного сяйва. Перші свідчення цього надали ще кілька років тому знімки фотографів. На перший погляд, на них зображені протонові дуги, але на диво світлі, з чіткими виступами та структуровані. Ці дуги тягнуться від горизонту доверху і, здається, поступово курсують на захід.
Незвично, що ці дуги трапляються південніше 65 градуса широти – тобто на межі й частково за межами класичного овалу полярного сяйва. Відео доводять, що це сяйво має структуру, яка змінюється: хоча переважно вони зафарбовані в червоне, проте постійно демонструють похвилинну зміну кольору на зелений і зелену підструктуру, що нагадує паркан.
З огляду на ці незвичні ознаки, дослідники полярного сяйва опинилися перед загадкою, адже явище, яке попередньо назвали «Стівом», не узгоджується з жодним відомим типом полярного сяйва та їхніми фізичними передумовами.
«"Стів" відрізняється від традиційних електронних дуг полярного сяйва», – пояcнила Елізабет Макдональд (Elizabeth MacDonald) та її колеги з Центру космічних польотів імені Ґоддарда, що в Грінбелті. Але й протоновим дугам це явище не відповідає.
Аби з’ясувати причини виникнення «Стіва», вчені проаналізували сотні фото, зроблені 2015 і 2016 років в межах громадського наукового проекту в Канаді. Крім того, вони вивчили дані з супутників Swarm від ЄКА, яким вдалося спостерегти «Стів».
І так отримали нові свідчення загадкового світла. Завдяки фотографіям науковці підтвердили, що насправді «Стів» – нова форма полярного сяйва. Щоб зберегти назву, вони дали йому офіційне найменування «Сильне зростання швидкості теплового випромінювання» (Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, скорочено – Steve).
Як засвідчують дані супутників Swarm, «Стів» пов'язаний з раптовим зростанням температури та сильним західним потоком іонів у верхній атмосфері. До екватора світлова дуга має суттєво меншу щільність електронів, в напрямку до полісу, натомість, ці показники значно зростають.
«Всі ці ознаки добре узгоджуються з субполярним дрейфом іонів, – повідомила Макдональд. – Ці явища, відомі ще як поляризаційні потоки – тимчасові події, коли іони з надзвуковою швидкістю і в вузько обмеженій смузі мчать на захід».
Як і «Стів», потоки іонів частіше трапляються південніше, ніж типові явища полярного сяйва. Проте важливо, що дотепер ці потоки іонів вважали невидимими – оптичних явищ разом з атмосферними іонними потоками раніше не спостерігали.
«Характерне червоне та зелене забарвлення, яке "Стів" розвиває впродовж години, дотепер не можна пояснити потоками іонів», – констатували науковці. Тобто таємниця «Стіва» дотепер розгадана лише частково – необхідні подальші дослідження.
Neue Polarlicht-Art entdeckt
AAAS, 15.03.2018
Зреферувала Соломія Кривенко