May 27, 2024

Hoe STEVE te vinden, de paarse lijn die op het noorderlicht lijkt maar het niet is

Een panoramische opname gemaakt in maart 2017 in het zuiden van Alberta toont een groene aurora omgeven door roze bogen, bekend als het STEVE-fenomeen. (Alan Dyer/VWPics/AP)

Wetenschappers zeggen dat er goede kansen zijn om STEVE aan de nachtelijke hemel te detecteren naarmate de zonneactiviteit de komende jaren toeneemt

opmerking

Ze jagen al bijna tien jaar op het noorderlicht, dus amateurfotograaf Donna Lash kan gemakkelijk de groene, rode en paarse lichtgordijnen van het noorderlicht identificeren die door de lucht dansen. Maar op een zondagavond in september 2015, terwijl ze naar een zwakke aurora borealis keek, zag ze iets dat ze niet herkende. Een vreemd violet licht vergezeld van een “groene stip” verscheen ten westen van de aurora borealis.

“Het was deze roze strik, en op een gegeven moment strekte hij zich over me uit”, zegt Lash, een inwoner van de Canadese gemeenschap in Plumas, Manitoba. “Ik wist niet echt wat het was.”

Ze zag iets zeldzamers dan het noorderlicht. Steve was.

Steve is geen Northern Lights, maar je kunt hem zien als zijn verlegen, verre neef. Het lijkt alsof het een deel van de familie zou kunnen zijn, maar het heeft zijn eigen aparte stijl. Het fenomeen verschijnt over het algemeen als een lange, slanke boog van violette en witte kleur, soms vergezeld van een groene houten schuttingachtige structuur. Het is lichter en smaller en komt voor op lagere breedtegraden en grotere hoogten dan de meeste aurora borealis. Het is ook moeilijk te voorspellen. (En dan is er de naam, waar we binnenkort op terugkomen.)

Steve’s visie kan een kwestie van toeval zijn in de ruimtefysica. Lach heeft STEVE meer dan 20 keer neergeschoten sinds die eerste waarneming in 2015 – waarschijnlijk meer dan wie dan ook – en heeft de lichtbalk misschien vaker gezien. Veel van de toonaangevende onderzoekers op dit gebied hebben het fenomeen licht nog niet eens gezien.

Burgerwetenschappers zoals Lach, samen met satellietgegevens en luchtcamera’s, zijn essentiële hulpmiddelen geweest voor onderzoekers die naar STEVE kijken – wanneer het zich vormt en hoe het te identificeren. Een burgerwetenschapsproject, genaamd NoorderlichtHet stelt het publiek in staat waarnemingen te melden en verbindt amateurfotografen met wetenschappers. Sinds de officiële definitie van STEVE in 2018 hebben onderzoekers, fotografen en burgerwetenschappers geleerd wat STEVE speciaal maakt. (Opmerking: in een vorige baan bij NASA werkte de verslaggever parttime aan Aurorasaurus en schreef ze persberichten over de ontdekking, hoewel ze niet eerder met een van de in dit artikel genoemde onderzoekers had gewerkt.)

De zonneactiviteit zal naar verwachting de komende jaren toenemen, zeggen de onderzoekers, dus er zijn goede kansen voor het publiek om STEVE te spotten. Tijdens een hevige geomagnetische storm vorige week hebben minstens drie mensen het fenomeen gefilmd.

“Iemand zonder diploma kan nog steeds bijdragen aan wetenschappelijke studie”, zegt Lash, die onlangs met pensioen ging als administratief medewerker van de school en nu een boerderij runt.

Een lichtlijn “Steve” noemen lijkt misschien een beetje willekeurig, en dat is het ook.

Rond 2015 begonnen Lash en een paar andere Aurora-stalkers beelden te delen van de vreemde, dunne structuur die leek op het noorderlicht dat zich uitstrekte van oost naar west. Zij en anderen postten ook over de vreemde violette boog online en in Facebook-groepen en dachten dat het een bekend fenomeen zou kunnen zijn dat protonenaurora wordt genoemd, een type aurora dat wijdverspreid is en onzichtbaar voor het blote oog, en waarvoor hulpmiddelen zoals een camera nodig zijn om het zien. Maar wetenschappers hebben deze identificatie weerlegd omdat dit fenomeen visueel helder, smal en ordelijk was.

In een poging om het iets anders te noemen dan een paars lint, stelde Chris Ratzlaff, aurora-stalker en fotograaf in Calgary, Alberta, iets anders voor: “Steven”. De naam is ontleend aan de kinderanimatiefilm “Op het randje, die hij onlangs met zijn kinderen heeft bekeken. In één scène worden de dierenpersonages bang gemaakt door een onbekende gemanicuurde struik en besluiten ze die Steve te noemen.

Toen wetenschappers de satellietgegevens en -beelden in meer detail begonnen te bekijken, stelden ze vast dat deze dunne lichtband eigenlijk een zeer snelle stroom deeltjes in de bovenste atmosfeer was die zo heet werd dat ze gloeiden. Een team van ruimtefysici en burgerwetenschappers publiceerde Voorafgaande studie Steve’s oplossing in 2018.

Wetenschappers hebben het fenomeen een achternaam gegeven: de snelheidsboost van sterke warmteafgifte.

Wat zijn enkele invloeden van Steve?

Zelfs als je Steve niet hebt gezien, kunnen aardbewoners op andere manieren onder de gevolgen lijden.

STEVE University-onderzoeker Toshi Nishimura vertelde ten minste één geval waarin een radiosignaal gedurende 30 minuten uit een radarnetwerk verdween toen STEVE verscheen, maar terugkeerde zodra het spookachtige licht het gebied verliet, wat suggereert dat dit fenomeen dergelijke signalen zou kunnen verstoren. Soortgelijke black-outs kunnen optreden bij ruimteweer geassocieerd met de aurora borealis, maar hij zei dat STEVE in andere regio’s voorkomt dan de aurora borealis en verschillende satellieten en netwerken zal beïnvloeden.

STEVE is belangrijk omdat het magnetische veld van de aarde “iets anders doet dan normaal. We begrijpen nog steeds niet waarom”, zei Nishimura, van publiceerde onlangs een studie Over de geheimen van Steve. Hij had dit fenomeen nog niet persoonlijk gezien.

Hoe weet je of wat je ziet Steve is?

STEVE is de afgelopen tien jaar enorm populair geworden, maar men denkt dat de biljetten dateren uit de jaren 1880. Natuurlijk stond hij toen nog niet bekend als STEVE. Ook waren er in het begin geen foto’s beschikbaar, dus werden scènes soms beschreven door middel van tekst of schetsen.

in De studie werd gepubliceerd in 1891Een waarnemer beschreef een “lichtgevende band die zich uitstrekt van oost naar west”, zoals de rechte staart van een grote komeet. In 1933 werd een vroege foto van het evenement gemaakt door noorderlichtpionier Carl Stürmer Zwart-wit foto.

Slechts enkele weken nadat STEVE officieel werd geïdentificeerd in 2018, begon burger en wetenschapper Michael Honkull eerdere studies te doorzoeken en een lijst samen te stellen van deze historische en recente waarnemingen. Hij creëerde een database van meer dan 1.000 notities, waarvan hij zegt dat het waarschijnlijk de grootste STEVE-database ter wereld is.

STEVE is waargenomen op elk continent, inclusief Antarctica. Het grootste aantal meldingen komt uit Canada, Finland en delen van de Verenigde Staten, hoewel dit het gevolg kan zijn van een groter bewustzijn van het fenomeen op die locaties.

“De incidentie van Steve en de mate van observatie kan variëren, vooral als je een paar jaar teruggaat, omdat mensen zich niet bewust waren van Steve,” zei Honcol. Hij zei dat het weer ook van invloed kan zijn op de meldingspercentages, omdat mensen onder bepaalde omstandigheden minder geneigd zijn om naar buiten te gaan.

Er kwamen echter verschillende trends naar voren in de gegevens: STEVE verschijnt het vaakst in maart en september in de buurt van de equinoxen (wat ook is wanneer de aurora-activiteit gewoonlijk toeneemt). De zichtbare boog duurt ongeveer 30 minuten en zeer zelden na middernacht.

STEVE wordt gezien in combinatie met het noorderlicht, hoewel het meestal fysiek gescheiden is. Het verschijnt ongeveer 30 minuten nadat de aurora borealis begint op te helderen. Lash zei dat ze Steve vond door uit te kijken vanaf de westelijke rand van het noorderlicht. STEVE kan echter worden verduisterd door een helder poollicht, vooral als het er dichtbij is. Lash zei dat ze Steve meestal ziet als de aurora borealis zwak is of als de zonneactiviteit relatief laag is.

STEVE kan ook iets andere vormen aannemen. Het kan verschijnen als een korte boog ten westen van de aurora borealis of zich uitstrekken over de hele hemel van oost naar west. Grotere verschijningen tonen ook meer diepte in kleur – donkerrood van boven, violet in het midden en wit van onderen.

Terwijl de STEVE-boog doorgaat, kan er een groen hek verschijnen. Soms verdwijnt de boog en blijft de groene houten schutting staan.

Waarin verschilt Steve van Twilight?

Zowel STEVE als de aurora borealis zijn spookachtige atmosferische lichtverschijnselen, maar daar houden de overeenkomsten op.

NASA-onderzoeker Pia Gallardo-Lacour, die deel uitmaakt van het onderzoek van STEVE sinds de redactie in 2018, schetst enkele verschillen in hun creatie: Aurora’s omvatten fysiek mechanisme, met elektronen en ionen die neerregenen in de bovenste atmosfeer en opwindende atomen. Een STEVE-boog is een hete gasband die een chemische reactie veroorzaakt die resulteert in een gloed in de ionosfeer (boven de aurora borealis).

Gallardo-Lacour, die STEVE ook niet heeft gezien, legt uit dat de boog wordt geassocieerd met een zeer snelle stroom deeltjes – vijf keer sneller dan gezien in de aurora borealis. Een voorgesteld mechanisme is dat deze krachtige plasmastroom stikstofmoleculen in de atmosfeer opwekt die vervolgens reageren met zuurstofmoleculen, waardoor stikstofmonoxide ontstaat. Dit stikstofmonoxide, dat zeldzaam is in onze atmosfeer, wordt geactiveerd en gloeit en straalt licht uit in het paarse bereik van het zichtbare lichtspectrum op 450 kilometer boven het aardoppervlak.

Deze NASA-animatie toont STEVE (in paars) op lagere breedtegraden dan de aurora borealis (in groen) boven Noord-Amerika. (Video: NASA GSFC/CIL/Krystofer Kim)

Ook hun bronnen verschillen. De vorming van de aurora borealis begint wanneer de zon een uitbarsting van energie naar de aarde stuurt, bijvoorbeeld door een explosie in de zon die een coronale massa-ejectie wordt genoemd, en een grootschalige Geomagnetische storm. STEVE is echter voorgekomen met en zonder geomagnetische stormen.

Nishimura, een onderzoeker aan de Boston University, zei dat STEVE altijd lijkt op te treden tijdens korte, plaatselijke verstoringen in het aardmagnetisch veld, substormen genoemd. Substormen kunnen voorkomen zonder een grote geomagnetische storm en komen dagelijks voor. Ondanks de alomtegenwoordigheid van substormen, weten onderzoekers echter niet waarom STEVE-waarnemingen relatief zeldzaam blijven in vergelijking met het noorderlicht.

Met elk beeld en elk rapport begrijpen mensen meer over dit relatief onontdekte deel van onze atmosfeer en zijn relatie met de zon. Als je STEVE ziet, neem dan contact op met een van de onderzoekers – of Deel uw mening met ons op Twitter.