Fotografía de un astrónomo aficionado utilizada en la nueva investigación. La fotografía fue tomada el 8 de mayo de 2016, en Keller, Wash. Las estructuras principales son dos bandas de emisiones atmosféricas superiores a 160 kilómetros (100 millas) sobre el suelo, un arco malva y una valla verde. Los objetos negros en la parte inferior son árboles. Las constelaciones de estrellas de fondo incluyen a Géminis y la Osa Mayor. Crédito:Rocky Raybell.
El fenómeno celeste conocido como STEVE probablemente sea causado por una combinación de calentamiento de partículas cargadas en la atmósfera y electrones energéticos como los que alimentan la aurora. según una nueva investigación. En un nuevo estudio, Los científicos encontraron la región de origen de STEVE en el espacio e identificaron dos mecanismos que la causan.
El año pasado, las oscuras luces atmosféricas se convirtieron en una sensación en Internet. Auroras típicas, las luces del norte y del sur, generalmente se ven como cintas verdes en remolino que se extienden por el cielo. Pero STEVE es una delgada cinta de luz de color rojo rosado o malva que se extiende de este a oeste, más al sur de donde suelen aparecer las auroras. Aún más extraño A STEVE a veces se le unen columnas de luz verticales verdes, apodada la "valla de estacas".
Las auroras son producidas por átomos de oxígeno y nitrógeno brillantes en la atmósfera superior de la Tierra, excitado por partículas cargadas que fluyen desde el entorno magnético cercano a la Tierra llamado magnetosfera. Los científicos no sabían si STEVE era una especie de aurora, pero un estudio de 2018 descubrió que su brillo no se debe a partículas cargadas que caen en la atmósfera superior de la Tierra.
Los autores del estudio de 2018 llamaron a STEVE una especie de "resplandor del cielo" que es distinto de la aurora, pero no estaban seguros de qué lo estaba causando exactamente. Para complicar el asunto estaba el hecho de que STEVE puede aparecer durante las tormentas magnéticas inducidas por el sol alrededor de la Tierra que alimentan las luces de auroras más brillantes.
Autores de un nuevo estudio publicado en la revista AGU Cartas de investigación geofísica analizaron datos satelitales e imágenes terrestres de eventos STEVE y concluyeron que el arco rojizo y la valla verde son dos fenómenos distintos que surgen de diferentes procesos. La valla de estacas es causada por un mecanismo similar a las típicas auroras, pero las rayas malva de STEVE son causadas por el calentamiento de partículas cargadas más arriba en la atmósfera, similar a lo que hace que las bombillas brillen.
Los cazadores de Aurora de Alberta capturan a STEVE, el fenómeno atmosférico superior nuevo para la ciencia, en la noche del 10 de abril, 2018 en Prince George, Columbia Británica, Canadá. El compañero de Aurora Chaser, Robert Downie, se arrodilla en primer plano mientras el fotógrafo Ryan Sault captura la estrecha cinta de tonos blanco-púrpura en lo alto. Crédito:Ryan Sault.
"Aurora se define por la precipitación de partículas, electrones y protones que caen realmente en nuestra atmósfera, mientras que el brillo atmosférico de STEVE proviene del calentamiento sin precipitación de partículas, "dijo Bea Gallardo-Lacourt, físico espacial de la Universidad de Calgary y coautor del nuevo estudio. "Los electrones precipitantes que causan la valla de estacas verde son, por lo tanto, auroras, aunque esto ocurre fuera de la zona auroral, por lo que es realmente único ".
Las imágenes de STEVE son hermosas en sí mismas, pero también proporcionan una forma visible de estudiar lo invisible, flujos de partículas cargadas complejas en la magnetosfera de la Tierra, según los autores del estudio. Los nuevos resultados ayudan a los científicos a comprender mejor cómo se desarrollan los flujos de partículas en la ionosfera, que es un objetivo importante porque tales perturbaciones pueden interferir con las comunicaciones por radio y afectar las señales de GPS.
¿De dónde viene STEVE?
En el nuevo estudio, Los investigadores querían saber qué impulsa a STEVE y si ocurre en los hemisferios norte y sur al mismo tiempo. Analizaron datos de varios satélites que pasaban por encima durante los eventos STEVE en abril de 2008 y mayo de 2016 para medir los campos eléctricos y magnéticos en la magnetosfera de la Tierra en ese momento.
Luego, los investigadores combinaron los datos del satélite con fotos de STEVE tomadas por fotógrafos aficionados a las auroras para descubrir qué causa el brillo inusual. Descubrieron que durante STEVE, un "río" que fluye de partículas cargadas en la ionosfera de la Tierra choca, creando una fricción que calienta las partículas y hace que emitan una luz malva. Las bombillas incandescentes funcionan de la misma manera, donde la electricidad calienta un filamento de tungsteno hasta que está lo suficientemente caliente como para brillar.
Interpretación artística de la magnetosfera durante la ocurrencia de STEVE, que representa la región de plasma que cae en la zona auroral (verde), la plasmasfera (azul) y el límite entre ellos llamado plasmapausa (rojo). Los satélites THEMIS y SWARM (izquierda y arriba) observaron ondas (garabatos rojos) que alimentan el resplandor atmosférico de STEVE y la valla de estacas (recuadro), mientras que el satélite DMSP (abajo) detectó precipitación de electrones y un arco brillante conjugado en el hemisferio sur. Crédito:Emmanuel Masongsong, UCLA, y Yukitoshi Nishimura, BU / UCLA.
Curiosamente, El estudio encontró que la valla de estacas está impulsada por electrones energéticos que fluyen desde el espacio a miles de kilómetros sobre la Tierra. Si bien es similar al proceso que crea auroras típicas, estos electrones impactan en la atmósfera muy al sur de las latitudes aurorales habituales. Los datos del satélite mostraron que las ondas de alta frecuencia que se mueven desde la magnetosfera de la Tierra a su ionosfera pueden energizar electrones y sacarlos de la magnetosfera para crear la pantalla de la valla de estacas rayada.
Los investigadores también encontraron que la cerca de estacas se encuentra en ambos hemisferios al mismo tiempo, apoyando la conclusión de que su fuente está lo suficientemente alta sobre la Tierra como para alimentar energía a ambos hemisferios simultáneamente.
La participación pública ha sido crucial para la investigación de STEVE al proporcionar imágenes terrestres y datos precisos de tiempo y ubicación. según Toshi Nishimura, físico espacial de la Universidad de Boston y autor principal del nuevo estudio.
"A medida que las cámaras comerciales se vuelven más sensibles y el entusiasmo por la aurora se propaga a través de las redes sociales, los científicos ciudadanos pueden actuar como una 'red de sensores móviles, 'y les estamos agradecidos por brindarnos datos para analizar, "Dijo Nishimura.
