Kad 2018. gadā Somijas debesis izgaismoja noslēpumaini kvēlojošās zaļās svītras, tas nepalika nepamanīts dedzīgajiem aurora pakaļdzītājiem. Gaismas shēma bija nepazīstama un savādi nevainojama, tā horizonta virzienā vērsās kā debess smilšu kāpu kopums.
Protams, gaismas šovs, ko pilsoņu zinātnieki nodēvējuši par "kāpām", izrādījās jauna veida aurora. Saskaņā ar jauniem atklājumiem, kas šodien (29. janvārī) publicēti žurnālā AGU Advances, šo auru veido gravitācijas viļņu un skābekļa atomu dramatiskā deja.
Ceļš uz atklāšanu sākās pirms gadiem, kad grupa aurora entuziastu pa e-pastu nosūtīja Minna Palmroth, Helsinku universitātes aprēķinātās kosmosa fizikas profesorei, lūdzot viņu pievienoties viņu Facebook grupai. Mērķis? Palūdziet, lai Palmrots izskaidro fiziku, kas ir aiz auroras, kuras viņi fotografēja.
Palmrots ar prieku to izdarīja. Pēc kāda laika viņa saprata, ka viņas atbildes atkārtojas - tāpēc viņa turpināja publicēt aurora ceļvedi. Bet 2018. gada oktobrī aurora pakaļdzinātāji pie viņas atgriezās ar mulsinošas aurora attēliem.
"Tad es sapratu, ka ak nē ... Es tos vēl neesmu redzējis," vietnei Live Science stāstīja Palmrots. Pirmoreiz skatoties, šīs svītras izskatījās gravitācijas viļņu vai atmosfēras augšējā blīvuma traucējumu rezultātā. Atmosfēras augšpusē ir daudz dažādu gravitācijas viļņu, kas darbojas dažādos virzienos un kuru frekvences un izmēri ir atšķirīgi. Bet šāds izskaidrojums nešķita iespējams, jo viļņi bija tik vienmērīgi izkliedēti.
Tā Palmroth un viņas komanda 7. oktobra vakarā organizēja kampaņu, sapulcinot zinātniekus un iedzīvotājus visā Somijā, lai fotografētu kāpas. Analizējot šīs fotogrāfijas, komanda sāka saprast fenomena fiziku.
Šī nav pirmā reize, kad aurora pakaļdzinātāji ir identificējuši jaunu debess parādību; pilsoņu zinātnieki arī atklāja, ka debesu mirdzums 2018. gadā ir sirsnīgi nodēvēts par STEVE.
"Sadarbība ar pilsoņu zinātniekiem kļūst aizvien nozīmīgāka, jo tie var kļūt par" mobilajiem sensoriem ", kas viegli tramda interesantu auru un iegūst jaunas funkcijas, kuras zinātnieki iepriekš nepamanīja," sacīja Bostonas elektriskās un datortehnikas pētniecības asociētais profesors Toshi Nishimura. Universitātes Kosmosa fizikas centrs, kurš nebija pētījuma dalībnieks.
Neredzami gravitācijas viļņi
Auroras rezultāts, kad saule virza lādētas daļiņas mūsu planētas virzienā. Šīs daļiņas pārvietojas pa magnētiskā lauka līnijām pie mūsu planētas poliem un iesit atomos un molekulās mūsu atmosfērā, liekot šīm molekulām izstarot gaismu. Šīs satriecošās gaismas izrādes var būt dažādu formu un krāsu; Saskaņā ar NASA datiem skābeklis mirdz zaļā un sarkanā krāsā, bet slāpeklis - zilā un purpursarkanā krāsā. Astronomi arī izmanto auroras formu, lai uzzinātu, kas notiek augšējā atmosfērā, kur tie veidojas.
Kamēr lielākā daļa auroras stiepjas vertikāli, kāpas viļņveidīgi horizontāli sniedzas ekvatora virzienā horizontāli. Šādu viļņiem līdzīgu struktūru aurorā neviens vēl nebija novērojis, sacīja Palmrots.
Zinātnieki teorē, ka kāpas apgaismo retu atmosfēras gravitācijas viļņu veidu, ko sauc par mezosfēras urbumiem. Šie mezosfēras urbumi rodas, kad gravitācijas vilnis, kas paceļas atmosfērā, kļūst saliekts un iespiests starp diviem relatīvi vēsākiem atmosfēras slāņiem - inversijas slāni, kura augstums ir 49,7 jūdzes (80 kilometri), un mezopauzu, kas ir 62 jūdzes (100 km) augsta. .
Šajā kanālā viļņi izplatās horizontāli un lielos attālumos, nenolaižoties, izveidojot pārmaiņus krokas, kas ir vai nu bagātinātas ar skābekli, vai arī ar skābekļa deficītu. Kad saules elektroni ieplūst, krokas ar augstāku skābekļa līmeni iedegas vairāk nekā vietās, kur trūkst skābekļa, veidojot raksturīgās svītras.
"Šis ir ļoti interesants novērojums," sacīja Stīvens Millers, Kolorado Valsts universitātes Atmosfēras Kooperatīvā pētniecības institūta direktora vietnieks, kurš nebija pētījuma dalībnieks. "Mana pirmā reakcija, ieraugot attēlus, bija tāda, ka tie varētu būt atmosfēras gravitācijas viļņi, kurus" izceļ "auroral aktivitāte - šķiet, ka tā ir arī autoru hipotēze."
Mezosfēras urbumi var atspoguļot kāpās redzamos modeļus, taču "es uzskatu, ka" kāpas "faktiski ir daudz izplatītāka atmosfēras gravitācijas viļņu reģiona apakškopa, ko, iespējams, izceļ aurora," Millers stāstīja Live Science.
Izmantojot fotoattēlu zvaigznes kā atskaites punktus, komanda spēja aprēķināt kāpu augstumu aptuveni 100 jūdžu (100 km) augstumā, kas ir raksturīgi aurorām. Bet šis slikti izpētītais atmosfēras apgabals ir pārāk augsts, lai to izmērītu ar radariem un gaisa baloniem, un pārāk zems, lai nosūtītu kosmosa kuģus, tos nesadedzinot. Tāpēc to dažreiz sauc par "ignorosfēru", sacīja Palmrots.
"Šī ir pirmā reize, kad šie gravitācijas viļņi tiek novēroti," sacīja Palmrots. "Kopumā urbumi ir diezgan reti sastopama parādība." Bet, novērojot kāpas, varētu atklāt vairāk par urbumiem, sacīja Palmrots.
Piemēram, zinātnieki atklāja, ka kāpas rodas vienlaikus un tajā pašā reģionā, kur elektromagnētiskā enerģija no kosmosa pāriet atmosfēras augšējā daļā, un, pēc aizdomām, ka Palmrots to varētu savienot ar apgrieztā slāņa mezosfēras urbumu izveidošanu. "Mēs vēlamies noskaidrot, vai tā patiešām ir taisnība," viņa sacīja.
