«Часто в физике мы строим свое понимание, а затем проверяем крайние случаи или проверяем случаи в другой среде», – объясняет Элизабет Макдональд, космический ученый из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. "СТИВ отличается от обычного полярного сияния, но он сделан из света и управляется системой полярных сияний. Обнаруживая эти крошечные полоски, мы, возможно, узнаем что-то принципиально новое о том, как может образовываться зеленый авроральный свет."
Эти «крошечные полоски» представляют собой необычайно маленькие точечные элементы внутри зеленого заборчика СТИВА.
В новом документе для AGU Advances исследователи делятся своими последними выводами по этим вопросам. Они предполагают, что полосы могут быть движущимися точками света – вытянутыми на изображениях из-за размытия от камер. Конец полосы на одном изображении будет совпадать с концом хвоста на следующем изображении, что способствует этому предположению ученых.
Тем не менее, есть еще много вопросов, на которые нужно ответить: определение того, является ли зеленый свет точкой или линией, – это еще один ключ, который поможет ученым выяснить, что вызывает зеленый свет.
«Я пока не совсем уверен ни в чем относительно этого явления», – сказал Джошуа Семетер, профессор Бостонского университета и первый автор статьи. "У вас есть другие последовательности, в которых, похоже, есть трубчатая структура, которая сохраняется от изображения к изображению и, похоже, не соответствует движущемуся точечному источнику, поэтому мы пока не совсем уверены в этом."
СТИВ в целом – это то, над чем ученые все еще работают. Ученые склонны разделять оптические особенности неба на две категории: свечение воздуха и полярное сияние. Когда в ночное время происходит свечение воздуха, атомы в атмосфере рекомбинируют и высвобождают часть своей накопленной энергии в виде света, создавая яркие полосы цвета.
Изучая закономерности свечения воздуха, ученые могут больше узнать об этой области атмосферы – ионосфере. С другой стороны, чтобы быть классифицированным как полярное сияние, это излучение должно быть вызвано электронной бомбардировкой. Эти элементы сформированы по-разному, но также и выглядят по-разному – свечение воздуха может происходить по всей Земле, а полярные сияния образуются в виде широкого кольца вокруг магнитных полюсов Земли.
«СТИВ в целом не соответствует ни одной из этих категорий», – сказал Семетр. "Выбросы происходят из-за механизмов, которые мы еще не полностью понимаем."
Пурпурное излучение СТИВА, вероятно, является результатом движения ионов со сверхзвуковой скоростью. Зеленые выбросы, похоже, связаны с водоворотами, такими как те, которые вы можете увидеть в реке, которые движутся медленнее, чем другая вода вокруг нее. Зеленые элементы также движутся медленнее, чем структуры в фиолетовых выбросах, и ученые предполагают, что они могут быть вызваны турбулентностью в космических частицах – смесью заряженных частиц и магнитного поля, называемого плазмой, – на этих высотах.
"Мы знаем, что такая турбулентность возникает.
Есть люди, которые всю свою карьеру основывают на изучении турбулентности ионосферной плазмы, образованной очень быстрыми потоками."Семетр сказал. "Доказательства обычно поступают из радиолокационных измерений. У нас никогда не было оптической подписи."Семетр предполагает, что когда дело доходит до появления СТИВА, потоки в этих случаях настолько сильны, что мы действительно можем видеть их в атмосфере.
"Эта статья – верхушка айсберга в этой новой области этих крошечных кусочков штакетника. Что-то, что мы делаем в физике, – это пытаемся урезать, чтобы улучшить наше понимание ", – сказал Макдональд. "В этом документе указывается диапазон высот и некоторые методы, которые мы можем использовать для определения этих особенностей, после чего их можно будет лучше разрешить в других наблюдениях."
Чтобы установить диапазон высот и идентифицировать эти особенности, ученые широко использовали фотографии и видео, сделанные гражданскими учеными.
"Гражданские ученые – это те, кто привлек внимание ученых к феномену STEVE. Их фотографии, как правило, делаются дольше, чем наши традиционные научные наблюдения », – сказал Макдональд. "Гражданские ученые не понимают закономерностей, в которые входят ученые.
Они делают по-другому. Они могут свободно перемещать камеру и делать любую экспозицию, какую захотят."Однако, чтобы сделать это новое открытие точек в STEVE, фотографы фактически сделали фотографии с более короткой выдержкой, чтобы запечатлеть это движение.
Чтобы получить эти фотографии, гражданские ученые часами проводят на морозе поздно ночью, ожидая появления полярного сияния – или, надеюсь, СТИВА. Хотя данные могут указать, появится ли северное сияние, индикаторы STEVE еще не определены.
Однако охотники за полярным сиянием все равно появляются и фотографируются.
Нил Зеллер, фотограф и соавтор статьи, говорит, что изначально не планировал быть ученым-гражданином. "Это было просто ради красоты", – объяснил Зеллер.
Зеллер участвовал в открытии СТИВА с самого начала. Он показал Макдональду фотографию, которую он сделал со Стивом много лет назад, что положило начало первому исследованию этого явления.
Сейчас он соавтор этой статьи.
"Это действительно большая честь", – сказал Зеллер о своем вкладе в это исследование. "Я стараюсь отступить от ученых, выполняющих свою работу.
Я здесь ради красоты и чтобы запечатлеть эти явления в небе."
В этом документе также использовался другой ценный вклад гражданского ученого – добровольная база данных наблюдений STEVE. Майкл Хуннекул, еще один автор статьи, ведет эту базу данных и в прошлом участвовал в исследованиях STEVE. Хуннекуль заметил полосы на фотографиях независимо от ученых, представленных на бумаге, и его подробные записи и методы триангуляции сыграли решающую роль в этом исследовании.
Зеллер и другие ученые-граждане планируют продолжать делать и изучать эти снимки, запечатлевая красоту атмосферы Земли, а Макдональд, Семетр и другие ученые будут продолжать их изучать, раскрывая больше об этом новом явлении.
Помогите ученым собирать данные о полярных сияниях в режиме реального времени с помощью Aurorasaurus (https: // aurorasaurus.org /).
Чтобы найти другие проекты НАСА в области гражданской науки, посетите https: // science.НАСА.правительство / граждане.