„To był ten różowy łuk, który w pewnym momencie rozciągał się nade mną” – powiedział Lach z kanadyjskiej społeczności Plumas w Manitobie. „Naprawdę nie wiedziałem, co to jest”.

Widziała coś rzadszego niż zorza polarna. To był STEFAN.

STEVE nie jest zorzą polarną, ale można o nim myśleć jak o nieśmiałym, dalekim kuzynie. Wygląda na to, że może być częścią rodziny, ale ma swój własny, odrębny styl. Zjawisko to na ogół pojawia się jako długi, smukły fioletowo-biały łuk, któremu czasami towarzyszy struktura przypominająca zielony płot. Jest słabsza i węższa i występuje na niższych szerokościach geograficznych niż większość zórz polarnych. Trudniej też przewidzieć. (Potem jest nazwa, którą wkrótce się zajmiemy).

Widzenie STEVE’a może być kwestią przypadku związanego z fizyką kosmosu. Lachowi udało się sfotografować STEVE’a ponad 20 razy od czasu pierwszej obserwacji w 2015 roku – potencjalnie najwięcej ze wszystkich zarejestrowanych osobników – i prawdopodobnie widział wstęgę światła jeszcze więcej. Wielu czołowych badaczy w tej dziedzinie nawet raz nie widziało zjawiska świetlnego.

Naukowcy obywatelscy, tacy jak Lach, oprócz danych satelitarnych i kamer nieba, byli ważnymi źródłami dla naukowców badających STEVE — kiedy się tworzy i jak go rozpoznać. Jeden obywatelski projekt naukowy, nazwany Aurorasaurus, pozwala opinii publicznej zgłaszać obserwacje i łączy fotografów-amatorów z naukowcami. Od czasu formalnej identyfikacji STEVE w 2018 r. badacze, fotografowie i naukowcy-obywatele dowiedzieli się, co sprawia, że ​​STEVE jest wyjątkowy. (Uwaga: w poprzedniej pracy w NASA ta reporterka pracowała w niepełnym wymiarze godzin dla Aurorasaurus i pisała komunikaty prasowe związane z odkryciem, chociaż wcześniej nie współpracowała z żadnym badaczem wspomnianym w tym artykule).

Oczekuje się, że aktywność słoneczna będzie rosła w ciągu najbliższych kilku lat, twierdzą naukowcy, więc społeczeństwo może mieć dobre okazje do zauważenia STEVE. Podczas silnej burzy geomagnetycznej w zeszłym tygodniu kilka osób sfotografowało to zjawisko w USA. Takie burze zmierzające w kierunku Ziemi mogą być trudne do wykrycia z wyprzedzeniem dłuższym niż dzień lub dwa, ale łowcy zorzy polarnej i STEVE mogą sprawdzić Centrum Prognoz Pogody Kosmicznej pod kątem potencjalnych obiecująca aktywność geomagnetyczna.

„Ktoś, kto nie ma dyplomu, może nadal uczestniczyć w badaniach naukowych” – powiedział Lach, który niedawno przeszedł na emeryturę jako szkolny asystent administracyjny, a teraz zarządza gospodarstwem rolnym.

Nazwanie smugi światła „Steve” może wydawać się nieco przypadkowe i tak właśnie jest.

Po jej pierwszej obserwacji w 2015 roku, Lach wraz z innymi łowcami zorzy polarnej opublikowała w Internecie informacje o dziwnym fioletoworóżowym łuku, a nawet od niechcenia rozmawiała o tym osobiście. Myśleli, że może to być znane zjawisko zwane zorzą protonową, rodzajem zorzy polarnej, która jest szeroka, rozproszona i niewidoczna gołym okiem, do jej zobaczenia potrzebne są instrumenty takie jak kamera. Ale naukowcy odrzucili tę identyfikację, ponieważ zjawisko to było wizualnie jasne, wąskie i ustrukturyzowane.

Próbując nazwać to czymś innym niż fioletowa wstążka, Chris Ratzlaff, łowca zorzy polarnej i fotograf z Calgary w Albercie, zasugerował coś nieco innego: „Steve”. Nazwę zaczerpnął z animowanego filmu dla dzieci „Over the Hedge”, który ostatnio oglądał ze swoimi dziećmi. W jednej scenie zwierzęce postacie są przerażone nieznanym, przyciętym krzakiem i postanawiają nazwać go Steve.

Kiedy naukowcy zaczęli bardziej szczegółowo przyglądać się danym i zdjęciom satelitarnym, ustalili, że ta cienka wstęga światła była w rzeczywistości bardzo szybkim strumieniem cząstek w górnych warstwach atmosfery, które doświadczają tak dużej ilości ciepła, że ​​świecą. Zespół fizyków kosmicznych i naukowców obywatelskich opublikował wstępne badanie identyfikujące Steve’a w 2018 roku.

Naukowcy nadali temu zjawisku backronim: Silne wzmocnienie prędkości emisji termicznej.

Jakie są wpływy STEVE?

Nawet jeśli nie widziałeś budzącego podziw STEVE’a, jego wpływu Ziemianie mogą doświadczyć na inne sposoby.

Badacz STEVE, Toshi Nishimura, opisał co najmniej jeden przypadek, w którym sygnał radiowy z sieci radarowej zniknął na 30 minut, gdy pojawił się STEVE, ale potem powrócił, gdy widmowe światło opuściło obszar, co sugeruje, że zjawisko to może zakłócić takie sygnały. Podobne zaciemnienia mogą wystąpić w przypadku pogody kosmicznej związanej z zorzą polarną, ale powiedział, że STEVE występuje w innym regionie. Powiedział, że „miałoby to większy wpływ na gęsto zaludnione regiony na niższych szerokościach geograficznych niż zorza polarna”.

STEVE jest ważny, ponieważ ziemskie pole magnetyczne „robi coś innego niż zwykle. … Nadal nie rozumiemy dlaczego” – powiedział Nishimura, który niedawno opublikował opracowanie na temat tajemnic STEVE’a. Nie widział jeszcze tego zjawiska osobiście.

Skąd wiesz, czy to, co widzisz, to STEVE?

STEVE zyskał popularność w ostatniej dekadzie, ale potencjalne obserwacje sięgają XVIII wieku. Oczywiście wtedy nie był znany jako STEVE. Fotografie były również niedostępne wcześnie, więc obserwacje były czasami opisywane za pomocą tekstu lub szkiców.

W badaniu opublikowanym w 1891 roku jeden z obserwatorów opisał „jasne pasmo rozciągające się na wschód i zachód”, przypominające prosty warkocz dużej komety. W 1933 roku pionier zorzy polarnej, Carl Stormer, zrobił wczesne zdjęcie tego zjawiska na czarno-białym zdjęciu.

Kilka tygodni po formalnym zidentyfikowaniu STEVE w 2018 r. naukowiec obywatel Michael Hunnekuhl zaczął przeszukiwać wcześniejsze badania i sporządził listę tych historycznych i najnowszych obserwacji. Stworzył bazę danych zawierającą ponad 1000 obserwacji, która, jak powiedział, jest prawdopodobnie największą bazą danych STEVE na świecie.

STEVE był obserwowany na każdym kontynencie, w tym na Antarktydzie. Obszary o największej liczbie dni z raportami to Kanada, Stany Zjednoczone, Nowa Zelandia i Australia, choć może to częściowo wynikać z wysokiej świadomości zjawiska w tych lokalizacjach.

„Częstość występowania Steve’a i wskaźnik obserwacji mogą być różne, zwłaszcza jeśli cofniesz się o kilka lat, ponieważ ludzie nie byli świadomi Steve’a” – powiedział Hunnekuhl. Powiedział, że pogoda może również wpływać na wskaźniki raportowania, ponieważ ludzie mogą być mniej skłonni do wychodzenia na zewnątrz w pewnych warunkach.

Niemniej jednak w danych pojawiło się kilka trendów: STEVE pojawia się najczęściej w marcu i wrześniu w pobliżu równonocy (czyli wtedy, gdy aktywność zorzy zwykle wzrasta). Widoczny łuk trwa około 30 minut i bardzo rzadko po północy.

Lach powiedziała, że ​​zwykle szuka STEVE’a, gdy aktywność zorzy polarnej jest wysoka po burzy słonecznej. STEVE jest widziany w połączeniu z zorzą polarną, chociaż zwykle jest fizycznie oddzielony. Pojawia się około 30 minut po tym, jak zorza zaczyna się rozjaśniać. Lach powiedziała, że ​​znajduje STEVE’a patrząc na zachodnią krawędź zorzy polarnej. STEVE może jednak zostać zablokowany przez jasną zorzę polarną, zwłaszcza jeśli jest blisko niej.

STEVE może też przybierać nieco inne formy. Może wyglądać jak krótki łuk na zachód od zorzy polarnej lub rozciągać się na całym niebie ze wschodu na zachód. Duże manifestacje wykazują również większą głębię koloru — głęboka czerwień na górze, fiołkoworóżowy w środku i biały na dole.

W miarę utrzymywania się łuku STEVE może pojawić się zielony płot. Czasami łuk znika, a zielony płotek pozostaje.

Czym STEVE różni się od aurory?

STEVE i zorza polarna to widmowe zjawisko świetlne w atmosferze, ale na tym podobieństwo się kończy.

Badaczka z NASA, Bea Gallardo-Lacourt, która była częścią badań STEVE od czasu publikacji inauguracyjnego artykułu w 2018 roku, podsumowuje kilka różnic w ich powstawaniu: Zorze polarne obejmują mechanizm fizyczny, w którym elektrony i jony wpadają do naszej górnej atmosfery i wzbudzają ekscytujące atomy. Łuk STEVE to gorące pasmo gazu, które obejmuje reakcję chemiczną, która powoduje poświatę.

Gallardo-Lacourt, który również nie widział STEVE’a, wyjaśnia, że ​​łuk jest powiązany z bardzo szybkim strumieniem cząstek — około pięć razy szybszym niż obserwowany w zorzach polarnych. Jednym z proponowanych mechanizmów jest to, że ten silny przepływ plazmy pobudza cząsteczki azotu w atmosferze, które następnie oddziałują z cząsteczkami tlenu, tworząc tlenek azotu. Ten tlenek azotu, który poza tym jest rzadki w naszej atmosferze, jest zasilany energią i świeci, emitując światło w fioletowym zakresie widma światła widzialnego.

Ich źródła również są różne. Tworzenie zorzy polarnej rozpoczyna się, gdy Słońce wysyła falę energii na Ziemię, na przykład poprzez eksplozję na Słońcu zwaną koronalnym wyrzutem masy, i wywołuje burzę geomagnetyczną na dużą skalę. Jednak STEVE wystąpił z burzami geomagnetycznymi i bez nich.

Nishimura, naukowiec z Boston University, powiedział, że STEVE wydaje się zawsze pojawiać podczas lokalnych i krótkich zakłóceń w ziemskim polu magnetycznym, zwanych burzami. Podburze mogą wystąpić bez dużej burzy geomagnetycznej i zdarzają się codziennie. Jednak pomimo wszechobecności burz, badacze są zakłopotani, dlaczego obserwacje STEVE są nadal stosunkowo rzadkie w porównaniu z zorzą polarną.

Z każdym zdjęciem i raportem ludzie coraz lepiej rozumieją tę stosunkowo niezbadaną część naszej atmosfery i jej związek ze słońcem. Jeśli widziałeś STEVE, skontaktuj się z którymkolwiek z badaczy — lub podziel się z nami swoimi obserwacjami na Twitterze.