Iată 5 dintre cele mai ciudate aurore, inclusiv noile „dune” observate

Observatorii cerului au zărit o nouă bijuterie în coroana aurolor boreale care strălucește peste vârful lumii.

Noul tip de spectacol este un fenomen rar, slab numit „dunele”. Spre deosebire de alte aurore care atârnă pe cer ca niște perdele luminoase, dunele apar ca benzi verzi paralele cu solul și îndreptate spre ecuator, raportează cercetătorii online, 28 ianuarie, în AGU Avansuri.

Folosind fotografii realizate din diferite locații din Finlanda în octombrie 2018, cercetătorii au triangulat poziția unui set de dune care se întind din vestul Suediei până în vestul Finlandei și care plutesc la aproximativ 100 de kilometri deasupra solului.

„Aurorele sunt ca amprentele de pe cer”, spune coautorul studiului Minna Palmroth, un fizician spațial la Universitatea din Helsinki. În linii mari, aurore – numite adesea aurora boreală sau aurora sudică – apar atunci când electronii din bula magnetică, sau magnetosferă, care înconjoară Pământul plouă în atmosferă și aprind oxigenul și azotul gazos (SN: 7/25/14). Dar detaliile acelor interacțiuni cu particule dau fiecărui tip de auroră floarea sa unică.

Un nou tip de auroră numită „dunele” apare ca dungi verzi pe cerul nopții. Oamenii de știință cred că aceste linii verzi marchează crestele undelor atmosferice, unde există o densitate relativ mare de oxigen molecular. Acel oxigen strălucește în verde atunci când este bombardat cu electroni care vin din spațiul apropiat Pământului.

Palmroth și colegii bănuiesc că dungile neobișnuite ale aurorei dunelor apar din ondulațiile de gaz din atmosferă sau undele atmosferice. Crestele acestor unde sunt regiuni cu o densitate mai mare a aerului, unde ar trebui să existe mai mult oxigen pentru ca electronii în cascadă să se excite într-un verde strălucitor. În timp ce multe valuri atmosferice se amestecă între ele, undele rare care sunt tamponate de ambele părți de aer puțin mai rece se pot răspândi pe distanțe lungi fără a fi spălate.

Astfel de valuri atmosferice ar putea cauza structura largă și uniformă a dunelor, este de acord fizicianul Gerard Fasel de la Universitatea Pepperdine din Malibu, care nu a fost implicat în lucrare. Colectarea mai multor observații ale acestui tip de trăsături ale aurorelor și încercarea de a reproduce aceste caracteristici în simulări pe computer ar putea ajuta la confirmarea a ceea ce conferă dunelor arhitectura lor specială, spune el.

Dunele sunt doar cele mai recente dintr-un lung șir de ciudățenii aurorale, care, în mod colectiv, sunt considerate una dintre minunile naturale ale lumii. Cercetătorii și cetățenii de știință dezvăluie o diversitate bogată în aceste afișaje vibrante.

Vedeți câteva dintre cele mai obscure aurore din emisferele nordice și sudice.

Aurora pulsatorie

Aceste lumini aurorale sunt bucăți de cer intermitent, cu o lungime de până la sute de kilometri, care luminează și se estompează ritmic. „Se pot întâmpla de fapt în majoritatea nopților. Doar că de multe ori… le poți vedea cu camerele, dar nu le poți vedea foarte bine doar cu ochii tăi”, spune Allison Jaynes, fizician spațial la Universitatea din Iowa din Iowa City.

Ondulurile din scutul magnetic sau magnetosfera din jurul Pământului pot declanșa impulsuri secvențiale de electroni în atmosferă. O serie de acele impulsuri de electroni creează o auroră care pâlpâie și se stinge, de obicei în câteva secunde. Această auroră pulsatorie, observată deasupra Islandei în martie 2015, clipește mai repede decât majoritatea.

Aurorele care pulsa, de asemenea, „tind să apară după miezul nopții și apoi se extind până la orele dimineții”, spune Jaynes. Atât de mulți oameni nu sunt treji să-i vadă.

Sclipirile de lumină din aceste aurore sunt cauzate de ondulațiile din magnetosfera Pământului numite unde cor (SN: 12/5/12). Aceste unde de cor afectează electronii din magnetosferă, un fel ca valurile oceanului care depun periodic spumă pe o plajă – împingând intermitent mănunchiuri de electroni în atmosferă pentru a crea o strălucire aurorală pâlpâitoare.

Cusp aurora

Spre deosebire de cele mai cunoscute aurore, o auroră cuspidă este vizibilă la amiază – adică dacă ești suficient de departe spre nord încât să fie întuneric în jurul prânzului. Arhipelagul norvegian Svalbard „este una dintre puținele mase de uscat în care puteți vedea aurore cuspid”, spune fizicianul spațial Elizabeth MacDonald de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, care a fondat proiectul de știință cetățenească de urmărire a aurorelor Aurorasaurus (SN: 4/3/15).

ilustrare a magnetosferei
Aproape de Polul Nord și de Polul Sud, liniile câmpului magnetic al Pământului se îndoaie spre sol, creând „cuspi” în formă de pâlnie în magnetosferă (albastru în această ilustrație). Particulele de vânt solar care călătoresc prin aceste coridoare către atmosferă luminează aurore slabe, roșii, deși aceste aurore la amiază sunt vizibile numai în climele extrem de nordice, care sunt continuu întunecate iarna.Centrul spațial Trond Abrahamsen/Andøya

Aceste aurore sunt numite după regiunile polare în care liniile câmpului magnetic al Pământului se îndoaie spre interior, creând găuri în formă de pâlnie în magnetosferă. În timp ce aurorele pe timp de noapte sunt generate de electroni care plouă pe atmosferă din interiorul magnetosferei, aurorele cuspițe sunt formate de particule de vânt solar canalizate prin cuspide direct în atmosferă din exteriorul scutului magnetic al Pământului.

Particulele de vânt solar care se deplasează în atmosferă prin cuspida polară, în general, nu sunt la fel de energice precum electronii care cascadă din interiorul magnetosferei. Așadar, particulele de vânt solar care produc aurore cuspițe pot ajunge și excita atomii de oxigen la altitudini foarte mari pentru a străluci în roșu – spre deosebire de moleculele de oxigen de la altitudine mai joasă care strălucesc în verde.

STEVE

Ca și dunele, neobișnuita strălucire a aerului STEVE a fost numită de oamenii de știință cetățeni. Acest spectacol de lumini strălucește mai spre sud decât aurorele tipice și apare ca o pată mov de la est la vest, uneori însoțită de un șir de dungi verzi verticale numite gard (SN: 15/03/18).

spectacol neobișnuit de lumini pe cerul nopții numit STEVE
Lumina aerului cunoscută sub numele de STEVE este un mov, de la est la vest, pe cerul nopții. Sursa acelei panglici mov este încă un mister.NASA Goddard Space Flight Center/Flickr (CC0 1.0)

Dungile verzi sunt cauzate de oxigenul excitat de o ploaie de electroni, dar dunga mov este mai greu de luat în considerare. Oamenii de știință cred că este semnătura unui flux de plasmă, care încălzește particulele atmosferice prin frecare pentru a le face să strălucească (SN: 30/04/19). Dar tipurile de particule responsabile rămân un mister.

Analizele spectrale ale luminii din stria mov a lui STEVE dezvăluie un amestec de lungimi de undă diferite. „Este derutant, pentru că pentru a produce un astfel de spectru, ai nevoie de ceva mai complex decât un atom”, spune fizicianul spațial Bea Gallardo-Lacourt de la NASA Goddard. Dar oamenii de știință nu știu încă de molecule aflate la altitudinea lui STEVE în atmosferă care ar putea produce spectrul observat.

Aurora neagră

O auroră neagră este un fel de anti-aurora, care apare ca pete de cerneală printre strălucirea colorată a panglicilor aurorale – care poate fi greu de deslușit din fundalul cerului nopții. În timp ce electronii în cascadă creează caracteristicile strălucitoare ale unei aurore, alți electroni cresc în sus din cauza câmpurilor electrice din atmosferă, spune Palmroth. Electronii ascendenți nu se ridică suficient de repede pentru a excita azotul și oxigenul, așa că „în loc de lumina aurorală, se pot vedea dungi negre în aurora”, spune ea. „Acestea sunt căile electronilor care se ridică, unde nu vine nicio lumină.”