Η λύση στο μυστήριο των μωβ φώτων στον ουρανό από τους πολίτες – επιστήμονες

Για την ανίχνευση και καταγραφή του φαινομένου του Βορείου Σέλαος (Aurora Borealis), η NASA και το National Science Foundation (NSF) χρηματοδοτούν το πρόγραμμα επιστήμης πολιτών (citizen science project), με το όνομα Aurorasaurus. Σε αυτό, οι πολίτες καταχωρούν τις αναφορές τους, κυρίως μέσω του mobile app, και τα tweets τους σχετικά με το φαινόμενο.

Το 2015 με 2016, οι πολίτες – επιστήμονες έκαναν διάφορες αναφορές σχετικά με κάποια μυστηριώδη φώτα στον ουρανό. Μία λεπτή μωβ κορδέλα είχε εμφανιστεί.

Οι φανατικοί του φαινομένου ήταν βέβαιοι ότι δεν ήταν κομμάτι του Σέλαος, αλλά κάτι διαφορετικό.

Η ομάδα του Aurorasaurus, που ηγείται η Liz MacDonald, επιστήμονας του Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt της πολιτείας Maryland, προσπάθησε να καθορίσει την ταυτότητα αυτού του μυστηριώδους φαινομένου.

H MacDonald και ο συνεργάτης της Eric Donovan, του University of Calgary στον Καναδά, συζήτησαν με τους ανθρώπους που είχαν κάνει αυτές τις καταχωρήσεις, σε μία ομάδα του facebook με ερασιτέχνες φωτογράφους που λέγεται “Alberta Aurora Chasers”. Σε αυτή την ομάδα, ο κύριος διαχειριστής της είναι ο Chris Ratzlaff, ο οποίος ονόμασε το φαινόμενο Steve, κάτι που έμεινε.

Οι φωτογραφίες των ερασιτεχνών άλλαξαν τον τρόπο με τον οποίο έβλεπαν το φαινόμενο οι επιστήμονες. Αλλά δεν ήταν οι μόνοι που παρατηρούσαν και είχαν απαθανατίσει το Steve. Κάμερες που ονομάζονται all-sky cameras, όπου την λειτουργία τους επιβλέπουν τα University of Calgary και University of California, Berkeley, τράβηξαν φωτογραφίες από μεγάλες περιοχές του ουρανού και αιχμαλώτισαν το Steve και το φαινόμενα του Σέλαος στον Βορρά.

Από το διάστημα, ένας δορυφόρος Swarm της European Space Agency (ESA) έτυχε να περνά πάνω από την συγκεκριμένη περιοχή και κατέγραψε το φαινόμενο Steve.

Έτσι οι επιστήμονες είχαν για πρώτη φορά εικόνες του Steve και από το έδαφος αλλά και από το διάστημα. Με αυτά τα δεδομένα, πλέον οι επιστήμονες μπορούν να περιγράψουν καλύτερα το φαινόμενο Steve και να το τοποθετήσουν ως ένα πιθανό κομμάτι του puzzle της περιγραφής του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν τα μαγνητικά πεδία του πλανήτη μας, και πως αλληλεπιδρούν με τα φορτισμένα σωματίδια του διαστήματος.

“Αυτή είναι μία επίδειξη του φωτός που μπορούμε να παρατηρήσουμε σε απόσταση μερικών χιλιάδων χιλιόμετρων πάνω από το έδαφος. Είναι το αποτέλεσμα από κάτι που συμβαίνει στο διάστημα. Το να συλλέξουμε περισσότερα δεδομένα για το Steve, θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε περισσότερα για την συμπεριφορά του και ποιος είναι ο αντίκτυπος του στον διαστημικό καιρό”, είπε η MacDonald.

Η έρευνα επισημαίνει ότι το κύριο χαρακτηριστικό του Steve είναι ότι δεν είναι μία κανονική aurora. Οι auroras είναι φαινόμενα που συμβαίνουν σε ολόκληρη την υδρόγειο, σε ένα σχήμα ωοειδές. Διαρκεί για αρκετές ώρες, και εμφανίζονται τα χρώματα: πράσινο, μπλε και κόκκινο.

Οι αναφορές των πολιτών έδειξαν ότι το Steve είναι χρώματος μωβ με ένα πράσινο “περίβλημα” που κάνει κυματισμούς. Έχει συγκεκριμένο μέγεθος με αρχή και τέλος. Και οι πολίτες – επιστήμονες παρατήρησαν ότι το Steve διήρκεσε από 20 λεπτά έως μία ώρα μέχρι να εξαφανιστεί.

Όπως καταλαβαίνουμε τα auroras και το Steve είναι διαφορετικά φαινόμενα αλλά ανήκουν στην ίδια κατηγορία. Και τα δύο δημιουργούνται γενικότερα με τον ίδιο τρόπο: φορτισμένα σωματίδια που έρχονται από τον Ήλιο, αλληλεπιδρούν με τα μαγνητικά πεδία της Γης.

Την μοναδικότητα του Steve όμως, μπορεί να την διακρίνει κανείς στις λεπτομέρειες. Ενώ ακολουθεί την ίδια διαδικασία με το Σέλας κατά την δημιουργία του, ταξιδεύει πάνω σε διαφορετικές μαγνητικές δυναμικές γραμμές από αυτές του Σέλαος.

Όλες οι sky cameras έδειξαν ότι το Steve εμφανίζεται σε αρκετά χαμηλότερο γεωγραφικό πλάτος. Αυτό σημαίνει ότι τα φορτισμένα σωματίδια που το δημιουργούν, αλληλεπιδρούν με μαγνητικές δυναμικές γραμμές που είναι πιο κοντά στον ισημερινό. Αυτή είναι και μία εξήγηση του γιατί γίνεται συχνά ορατό και στα νότια του Καναδά.

Η μεγαλύτερη έκπληξη όμως εμφανίστηκε στα δεδομένα που συνέλεξε ο δορυφόρος. Εκεί φάνηκε ότι το Steve απαρτίζεται από ένα ταχύ ρεύμα πολύ θερμών σωματιδίων που ονομάζεται sub auroral ion drift (μετατόπιση ιόντων) ή SAID.

Οι επιστήμονες μελετούν τα SAID από την δεκαετία του 1970, αλλά δεν γνώριζαν ότι συνοδεύεται από κάποιο ορατό επακόλουθο. Ένας δορυφόρος Swarm κατέγραψε πληροφορίες σχετικά με την ταχύτητα των σωματιδίων και την θερμοκρασία τους, αλλά δεν διαθέτει κάποιο σύστημα απεικόνισης (imager).

“Οι άνθρωποι έχουν μελετήσει αρκετά τα SAIDs, αλλά δεν γνωρίζαμε ποτέ ότι είχε και ορατό φως. Τώρα οι κάμερες είναι αρκετά ευαίσθητες ώστε να μπορέσουν να τα τραβήξουν και τα ανθρώπινα μάτια και η νοημοσύνη ήταν σημαντικά για να εντοπίσουν το πόσο σημαντικό είναι”, ανέφερε ο Donovan, συγγραφέας της έρευνας.

Ο Donovan ήταν υπεύθυνος για το σύστημα των επίγειων καμερών, και οι συνεργάτες του για τα όργανα των ηλεκτρικών πεδίων (electric field instruments) του δορυφόρου Swarm.

Το Steve είναι μία πολύ σημαντική ανακάλυψη γιατί βρίσκεται σε μία ζώνη χαμηλότερη αυτής του Σέλαος (sub auroral zone), η οποία είναι μια περιοχή σε χαμηλότερο γεωγραφικό πλάτος από αυτό που εμφανίζονται συνήθως οι auroras, που δεν έχει μελετηθεί αρκετά.

Με αυτή την ανακάλυψη είναι βέβαιο ότι οι επιστήμονες γνωρίζουν τώρα ότι γίνονται χημικές διεργασίες στην sub auroral ζώνη που μας είναι άγνωστες, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν στην εκπομπή φωτός.

Από την άλλη, το Steve συμβαίνει σε χαμηλότερο γεωγραφικό πλάτος, το οποίο σημαίνει ότι κάτι συμβαίνει στο εγγύτερο διάστημα του πλανήτη μας, το οποίο ευθύνεται και για τα auroras αλλά και για το Steve.

Το Steve ίσως είναι η μόνη ορατή απόδειξη που υπάρχει για να δείξουμε ότι υπάρχει κάποια συσχέτιση, φυσική ή χημική, μεταξύ των δύο ζωνών, όπως ανέφερε η MacDonald.

Η ερευνητική ομάδα θα μπορούσε να μάθει περισσότερα για το Steve συλλέγοντας περισσότερες επίγειες αναφορές και δεδομένα από τον δορυφόρο, αλλά το να καταγραφεί το φαινόμενο ταυτόχρονα και από το έδαφος και από το διάστημα, είναι πολύ σπάνιο.

Οι δορυφόροι του Swarm περιστρέφονται γύρω από την Γη κάθε 90 λεπτά και το Steve διαρκεί το πολύ μία ώρα σε μία συγκεκριμένη τοποθεσία. Αν ο δορυφόρος δεν πετύχει το Steve ενώ γυρίζει γύρω από τον πλανήτη, τότε το πιο πιθανό είναι να εξαφανιστεί το φαινόμενο πριν ο ίδιος δορυφόρος βρεθεί ξανά στο ίδιο σημείο.

Εν τέλει, το να καταγράψουν το Steve γίνεται ένα παιχνίδι πιθανοτήτων και επιμονής.

Όσο για το κοινότυπο όνομα Steve, η ομάδα θα το κρατήσει προς τιμήν των ανθρώπων που το ανακάλυψαν και του έδωσαν αυτό το όνομα. Αλλά τώρα λέγεται STEVE, το οποίο έγινε τα αρχικά του Strong Thermal Emission Velocity Enhancement.

Η έρευνα έχει δημοσιευθεί στο Science Advances.

Πηγή

www.nasa.gov – Mystery of Purple Lights in Sky Solved With Help From Citizen Scientists

φωτογραφία: flickr – NASA Goddard Space Flight Center

Μοιραστείτε το άρθρο