這種現(xiàn)象對(duì)于正在努力了解其所有細(xì)節(jié)的科學(xué)家來說仍然是新事物。他們所知道的是,STEVE不是普通的極光-有些人認(rèn)為它根本不是極光-并且關(guān)于結(jié)構(gòu)中條紋形成的新發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家們更進(jìn)一步地解決了這一難題。
“通常在物理學(xué)中,我們建立理解,然后測(cè)試極端情況或在不同環(huán)境中測(cè)試情況,”位于馬里蘭州格林貝爾特的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的太空科學(xué)家伊麗莎白·麥克唐納解釋說。“ STEVE與通常的極光不同,但是它是由光制成的,并且是由極光系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的。在發(fā)現(xiàn)這些細(xì)小的細(xì)條紋時(shí),我們可能會(huì)從根本上學(xué)到一些如何產(chǎn)生綠色極光的新知識(shí)。”
這些“微小的小條紋”是STEVE的綠色柵欄中非常小的點(diǎn)狀特征。在AGU Advances的新論文中,研究人員分享了他們?cè)谶@些方面的最新發(fā)現(xiàn)。他們認(rèn)為,條紋可能是移動(dòng)的光點(diǎn)-由于相機(jī)的模糊,圖像中的光點(diǎn)變長(zhǎng)了。一幅圖像中的條紋尖端將與下一幅圖像中的尾巴末端對(duì)齊,這有助于科學(xué)家進(jìn)行這種推測(cè)。但是,仍有許多問題需要解答-確定綠光是一個(gè)點(diǎn)還是一條線,是幫助科學(xué)家找出導(dǎo)致綠光的原因的另一條線索。
波士頓大學(xué)教授,論文的第一作者約書亞·塞默特(Joshua Semeter)說:“關(guān)于這種現(xiàn)象,我還不確定。” “您還有其他序列,看起來像一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)在圖像之間持續(xù)存在,并且似乎不符合移動(dòng)點(diǎn)源,因此我們還不確定。”
STEVE整體上仍是科學(xué)家仍在努力標(biāo)記的東西??茖W(xué)家傾向于將天空中的光學(xué)特征分為兩類:氣輝和極光。當(dāng)夜晚發(fā)生氣輝時(shí),大氣中的原子會(huì)重新結(jié)合并以光的形式釋放其存儲(chǔ)的一些能量,從而產(chǎn)生明亮的顏色。通過研究氣輝的模式,科學(xué)家可以了解有關(guān)大氣層的更多信息,即電離層。另一方面,要?dú)w類為極光,必須由電子轟擊引起光的釋放。這些特征的形成方式不同,但外觀也有所不同-整個(gè)地球都會(huì)發(fā)生氣輝,而極光則形成在圍繞地球磁極的寬環(huán)中。
塞米特說:“一般而言,史蒂夫似乎與這些類別中的任何一個(gè)都不很吻合。” “排放源來自我們尚不完全了解的機(jī)制。”
STEVE的紫色發(fā)射可能是離子以超音速運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。綠色排放似乎與渦流有關(guān),就像您在河流中看到的那樣,其流動(dòng)速度比周圍的其他水慢。綠色特征的移動(dòng)速度也比紫色發(fā)射中的結(jié)構(gòu)慢,科學(xué)家推測(cè)它們可能是由在這些高度的空間粒子(帶電粒子和稱為等離子體的磁場(chǎng)的沖泡)引起的。
“我們知道這種湍流會(huì)發(fā)生。有些人的整個(gè)職業(yè)都是基于研究由非??焖俚牧鲃?dòng)形成的電離層等離子體中的湍流。” 塞米特說。“證據(jù)通常來自雷達(dá)測(cè)量。我們從來沒有光學(xué)信號(hào)。” 塞米特(Semeter)建議說到STEVE的外觀,在這些情況下的流動(dòng)是如此極端,以至于我們實(shí)際上可以在大氣中看到它們。
麥克唐納說:“本文是在糾察柵欄這些細(xì)小的小部分的新區(qū)域中的冰山一角。我們?cè)谖锢韺W(xué)上所做的某些事情是試圖消弱以增加我們的理解,”麥克唐納說。“本文建立了海拔范圍以及我們可以用來識(shí)別這些特征的一些技術(shù),然后可以在其他觀測(cè)中更好地解決它們。”
為了確定海拔范圍并確定這些特征,科學(xué)家廣泛使用了公民科學(xué)家拍攝的照片和錄像。
麥克唐納說:“公民科學(xué)家是引起史蒂夫現(xiàn)象引起科學(xué)家注意的人。他們的照片通常比我們傳統(tǒng)的科學(xué)觀察時(shí)間更長(zhǎng)。” “公民科學(xué)家不會(huì)陷入科學(xué)家進(jìn)入的模式。他們做事的方式有所不同。他們可以隨意移動(dòng)相機(jī)并進(jìn)行所需的任何曝光。” 但是,為了對(duì)STEVE中的點(diǎn)進(jìn)行新發(fā)現(xiàn),攝影師實(shí)際上拍攝了較短的曝光照片來捕捉這一動(dòng)作。
為了獲得這些照片,公民科學(xué)家在深夜中在寒冷的寒冷中度過了幾個(gè)小時(shí),等待極光(或希望是STEVE)出現(xiàn)。盡管數(shù)據(jù)可以指示是否將出現(xiàn)極光,但尚未識(shí)別出STEVE的指示器。但是,無論如何,極光追逐者都會(huì)出現(xiàn)并拍照。
攝影師兼該論文的合著者尼爾·澤勒(Neil Zeller)說,他最初并不打算成為一名公民科學(xué)家。澤勒解釋說:“這只是為了它的美麗。” Zeller從一開始就參與STEVE的發(fā)現(xiàn)。他向斯蒂芬·麥克唐納(MacDonald)展示了他拍攝的史蒂夫(STEVE)的照片,引發(fā)了對(duì)該現(xiàn)象的首次研究?,F(xiàn)在,他是該論文的合著者。
澤勒在為這項(xiàng)研究做出貢獻(xiàn)時(shí)說:“這是一種榮譽(yù),的確如此。” “我傾向于從從事這項(xiàng)工作的科學(xué)家那里退后一步。我在那里的目的是追求美麗,并捕捉天空中的這些現(xiàn)象。”
本文還利用了另一項(xiàng)有價(jià)值的公民科學(xué)家貢獻(xiàn)— STEVE觀測(cè)值的志愿者數(shù)據(jù)庫。該論文的另一位作者M(jìn)ichael Hunnekuhl維護(hù)著該數(shù)據(jù)庫,并在過去為STEVE的發(fā)現(xiàn)做出了貢獻(xiàn)。Hunnekuhl注意到照片中的條紋與論文的科學(xué)家無關(guān),他的詳細(xì)記錄和三角剖分技術(shù)對(duì)這項(xiàng)研究至關(guān)重要。
澤勒(Zeller)和其他公民科學(xué)家計(jì)劃繼續(xù)拍攝和檢查這些照片,捕捉地球大氣層的美麗,麥克唐納(MacDonald),塞米特(Semeter)和其他科學(xué)家將繼續(xù)研究它們,以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于這種新現(xiàn)象的信息。