С помощью наземной установки для наблюдения за северным сиянием были получены изображения необъяснимого бледно-серого свечения среди зеленых и красных полос, что позволило исследователям получить новые подробности этой загадки.
Хотя само яркое свечение уже видели наблюдатели за небом на Крайнем Севере, никто не смог толком объяснить его появление.
Используя новые спектральные данные, группа исследователей во главе с учеными из Университета Калгари в Канаде, возможно, наконец-то найдет решение в области химии неба, сравнив обесцвеченные острова белого и серого цвета с недавно описанной метеорологической странностью с относительно причудливым названием «STEVE».
«Вы видите динамичное зеленое полярное сияние, на заднем плане — красное полярное сияние, и вдруг вы видите структурированное — почти как заплатка — излучение серого или белого тона, связанное с полярным сиянием», — говорит Эмма Спансвик, физик из Университета Калгари.
По большей части Солнце удерживает свой бурлящий поток заряженных частиц под действием гравитации и запутанной сети магнитных полей. Время от времени силы выравниваются, и крошечные порции плазмы вырываются на свободу в сторону нашей планеты.
Магнитная оболочка Земли направляет большую часть этого энергетического ливня в космос, но в крайних случаях часть солнечных частиц сталкивается с атмосферой, заставляя ее молекулы светиться богатой палитрой цветов, определяемых их элементарным составом и концентрацией.
В то время как зеленые и розовые оттенки ожидаемы в этих люминесцентных проявлениях как свечение, производимое кислородом и азотом на разных высотах, случайные всплески белого и серого цвета не имеют простого объяснения.
Однако полярные сияния — не единственное зрелище в городе. Атмосфера нашей планеты может излучать свет благодаря другим энергетическим процессам, некоторые из которых немного сложнее, чем другие. Например, обычный солнечный свет может заставить молекулы распадаться и рекомбинировать, разливая слабый свет, который можно увидеть в тени Земли и который называется ночным свечением.
Несколько лет назад серовато-сиреневая полоса света, которую любители полярных сияний ласково назвали «Стив» (в ретроспективе она превратилась в аббревиатуру от Strong Thermal Emission Velocity Enhancement), представила физикам загадку, которую нужно было разгадать.
Обладая непрерывным спектром длин волн, которые смешивались, образуя оттенки белого и серого, структура и цвет СТИВа отличали его от обычных полярных сияний. Пока исследователи продолжают пытаться определить, что стоит за этим необычным метеорологическим явлением, предполагается, что бледные блики свечения чем-то напоминают ночное сияние, являющееся результатом некой химической перестройки.
«Есть сходство между тем, что мы видим сейчас, и STEVE», — говорит Спенсвик. STEVE проявляется как структура лилового или серого оттенка.
«Честно говоря, высота спектра между ними очень похожа, но эта, из-за ее связи с динамическим сиянием, почти встроена в сияние. Его труднее выделить, если присмотреться, в то время как STEVE отделен от полярного сияния — большая полоса, пересекающая небо».
К счастью, исследователям не нужно ночь за ночью вглядываться в небо в надежде разглядеть необычные пятна в полярном сиянии. Недавно развернутая обсерватория высокого разрешения под названием Transition Region Explorer обеспечивает запись полярных сияний в цветовых профилях, откалиброванных для получения надежных спектральных данных, что позволяет исследовательской группе анализировать смесь длин волн, составляющих белый свет, для получения подсказок о его происхождении.
Исследователи установили, что пятна имеют размер от десятков до сотен километров, появляются в пределах активных полярных сияний и, скорее всего, вызваны тем, что что-то на поверхности выделяет тепло, которое, в свою очередь, запускает химические реакции, способные излучать континуум электромагнитных волн.
Что именно распадается и рекомбинирует для получения свечения, пока можно только предполагать, но весь процесс может представлять собой новую цепочку событий, по касательной связанную с полярными сияниями.
Моделирование слоев атмосферы в лабораторных экспериментах и сбор новых примеров загадочных белых пятен света может добавить жизненно важных деталей и новых сложностей в величайшее небесное шоу.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru
