Când dungi misterioase strălucitoare de verde au luminat cerul finlandez în 2018, nu a trecut neobservat de persecuții aurori avizi. Modelul de lumină era necunoscut și ciudat de perfect, ajungând spre orizont ca un set de dune de nisip ceresc.
Destul de sigur, spectacolul de lumină supranumit de oamenii de știință cetățeni drept „dunele” s-a dovedit a fi un nou tip de auroră. Aceasta aurora este formata din dansul dramatic al valurilor de gravitatie si al atomilor de oxigen, conform noilor descoperiri publicate astazi (29 ianuarie) in revista AGU Advances.
Calea către descoperire a început cu ani în urmă, când un grup de pasionați de aurore i-a trimis un e-mail lui Minna Palmroth, profesoară de fizică spațială de calcul la Universitatea din Helsinki, cerându-i să se alăture grupului lor de Facebook. Scopul? Spune-i lui Palmroth fizica din spatele aurorelor pe care le fotografiau.
Palmroth a fost fericit să facă acest lucru. După un timp, și-a dat seama că răspunsurile ei devin repetitive - așa că a continuat să publice un ghid aurora. Însă în octombrie 2018, următorii de aurori s-au întors la ea cu imagini ale unei aurore nedumerite.
"Atunci mi-am dat seama că nu, nu am mai văzut aceste lucruri", a spus Palmroth pentru Live Science. La prima vedere, aceste dungi păreau a fi rezultatul undelor gravitaționale sau al tulburărilor de densitate din atmosfera superioară. Atmosfera superioară este strecurată cu multe unde de gravitație diferite, care rulează în direcții diferite și au frecvențe și dimensiuni diferite. Dar această explicație nu părea posibilă, deoarece valurile erau atât de uniform răspândite.
Așadar, Palmroth și echipa sa au organizat o campanie pentru seara de 7 octombrie, adunând oameni de știință și cetățeni din toată Finlanda pentru a fotografia dunele. Analizând aceste fotografii, echipa a început să înțeleagă fizica din spatele fenomenului.
Nu este prima dată când următorii aurori au identificat un nou fenomen ceresc; Oamenii de știință cetățeni au descoperit și în 2018 strălucirea cerului poreclit afectuos de STEVE.
"Colaborarea cu oamenii de știință cetățeni sunt din ce în ce mai importante pentru că pot deveni" senzori mobili "care aleargă ușor aurora interesant și prind noi funcții pe care oamenii de știință nu le observaseră până acum", a spus Toshi Nishimura, profesor asociat de cercetare în inginerie electrică și informatică la Boston Centrul Universității de Fizică Spațială, care nu a făcut parte din studiu.
Valuri de gravitație invizibile
Aurorele rezultă atunci când soarele aruncă particule încărcate spre planeta noastră. Aceste particule călătoresc de-a lungul liniilor câmpului magnetic de la poli ai planetei noastre și se trântesc în atomii și moleculele din atmosfera noastră, provocând acele molecule să emită lumină. Aceste spectacole uimitoare de lumină pot veni în mai multe forme și culori diferite; oxigenul strălucește în verde și roșu în timp ce azotul strălucește în albastru și violet, conform NASA. Astronomii folosesc de asemenea forma aurorilor pentru a afla ce se întâmplă în atmosfera superioară unde se formează.
În timp ce majoritatea aurorelor se extind pe verticală, dunele se extind către ecuator orizontal în valuri ondulate. Nimeni nu a observat o astfel de structură asemănătoare valurilor într-o aurora înainte, a spus Palmroth.
Oamenii de știință teoretizează că dunele luminează un tip de undă gravitațională gravă, denumită aleză mezosferică. Aceste alezaje mezosferice apar atunci când o undă gravitațională care se ridică în atmosferă se îndoaie și se șlefuiește între două straturi relativ mai reci ale atmosferei - stratul de inversare, cu o înălțime de 80 km (49,7 mile) și mezopauză, 100 km (100 km) înaltă .
În acest canal, undele se propagă pe orizontală și pe distanțe lungi, fără a se potoli, creând pliuri alternante care sunt fie îmbogățite cu oxigen, fie epuizate cu oxigen. Când electronii din soare curg, pliurile cu un nivel mai ridicat de oxigen se aprind mai mult decât locurile lipsite de oxigen, creând dungi caracteristice.
„Aceasta este o observație foarte interesantă”, a spus Steven Miller, directorul adjunct al Institutului Cooperativ pentru Cercetări în Atmosferă de la Universitatea de Stat din Colorado, care nu a făcut parte din studiu. „Prima mea reacție când am văzut imaginile a fost că acestea ar putea fi valuri de gravitație atmosferică care sunt„ evidențiate ”de activitatea aurorală - se pare că aceasta este și ipoteza autorilor.”
Alezele mezosferice pot da seama de tiparele văzute în dune, dar „cred că„ dunele ”sunt de fapt un subset al unei regiuni mult mai răspândite de unde de gravitație atmosferice, care se întâmplă să fie evidențiate de aurora”, a spus Miller pentru Live Science.
Folosind stele din fotografii ca puncte de referință, echipa a reușit să calculeze altitudinea dunelor care să fie înălțată în jurul a 100 de mile (100 km), ceea ce este tipic pentru aurore. Dar această regiune slab studiată a atmosferei este prea mare pentru a se măsura cu radarele și baloanele și prea mică pentru a trimite nave spațiale fără ca acestea să se ardă. Deci, uneori se numește „ignorosferă”, a spus Palmroth.
"Aceasta este prima dată când aceste valuri gravitaționale sunt observate", a spus Palmroth. „În general, alezele sunt mai degrabă un fenomen rar”. Dar observarea dunelor ar putea dezvălui mai multe despre alezele, a spus Palmroth.
De exemplu, oamenii de știință au descoperit că dunele apar în același timp și în aceeași regiune în care energia electromagnetică de la transferurile de spațiu în atmosfera superioară, ceea ce Palmroth suspectează ar putea fi conectată la crearea alezelor mezosferice ale stratului de inversare. „Vrem să vedem dacă acest lucru este cu adevărat adevărat”, a spus ea.
