Notanee Bourassa wist dat wat hij aan de nachtelijke hemel zag niet normaal was. Bourassa, een IT-technicus in Regina, Canada, trok op 25 juli buiten zijn huis, 2016, rond middernacht met zijn twee jongere kinderen om hen een prachtig bewegend lichtbeeld in de lucht te laten zien - een aurora borealis. Hij staart vaak tot in de vroege uurtjes naar de lucht om de aurora te fotograferen met zijn Nikon-camera, maar dit was zijn eerste expeditie met zijn kinderen. Toen een dun paars lichtlint verscheen en begon te gloeien, Bourassa maakte onmiddellijk foto's totdat de lichtdeeltjes 20 minuten later verdwenen. Na bijna 30 jaar naar het noorderlicht te hebben gekeken sinds hij een tiener was, hij wist dat dit geen aurora was. Het was iets anders.

Van 2015 tot 2016, burgerwetenschappers - mensen zoals Bourassa die enthousiast zijn over een wetenschapsgebied maar niet per se een formele educatieve achtergrond hebben - deelden 30 rapporten van deze mysterieuze lichten op online forums en met een team van wetenschappers die het project Aurorasaurus runnen. Het burgerwetenschapsproject, gefinancierd door NASA en de National Science Foundation, volgt de aurora borealis via door gebruikers ingediende rapporten en tweets.

Het Aurorasaurus-team, onder leiding van Liz MacDonald, een ruimtewetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, verleend om de identiteit van dit mysterieuze fenomeen te bepalen. MacDonald en haar collega Eric Donovan van de Universiteit van Calgary in Canada spraken met de belangrijkste bijdragers aan deze afbeeldingen, amateurfotografen in een Facebook-groep genaamd Alberta Aurora Chasers, waaronder Bourassa en hoofdbeheerder Chris Ratzlaff. Ratzlaff gaf het fenomeen een leuke, nieuwe naam, Steve, en het bleef hangen.

Maar de mensen wisten nog steeds niet wat het was.

Het begrip van wetenschappers over Steve veranderde die nacht dat Bourassa zijn foto's maakte. Bourassa was niet de enige die Steve observeerde. Camera's op de grond genaamd all-sky camera's, gerund door de Universiteit van Calgary en de Universiteit van Californië, Berkeley, nam foto's van grote delen van de lucht en legde Steve en het poollicht ver in het noorden vast. Vanuit de ruimte, De zwermsatelliet van ESA (de European Space Agency) passeerde toevallig op hetzelfde moment over het exacte gebied en documenteerde Steve.

Voor de eerste keer, wetenschappers hadden grond- en satellietbeelden van Steve. Wetenschappers hebben nu geleerd, ondanks zijn gewone naam, dat Steve een buitengewoon puzzelstukje kan zijn bij het schilderen van een beter beeld van hoe de magnetische velden van de aarde functioneren en interageren met geladen deeltjes in de ruimte. De bevindingen zijn gepubliceerd in een studie die vandaag is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .

"Dit is een lichtscherm dat we over duizenden kilometers vanaf de grond kunnen waarnemen, "zei MacDonald. "Het komt overeen met iets dat ver weg in de ruimte gebeurt. Het verzamelen van meer datapunten op STEVE zal ons helpen meer te begrijpen over zijn gedrag en zijn invloed op het ruimteweer."

De studie belicht één belangrijke eigenschap van Steve:Steve is geen normale aurora. Aurora's komen wereldwijd voor in een ovale vorm, laatste uren en verschijnen voornamelijk in groen, blauw en rood. Burgerwetenschappelijke rapporten toonden aan dat Steve paars is met een groene paalstructuur die golvend is. Het is een regel met een begin en een einde. Mensen hebben Steve 20 minuten tot 1 uur geobserveerd voordat hij verdwijnt.

Als iets, auroras en Steve zijn verschillende smaken van een ijsje, zei MacDonald. Ze ontstaan ​​allebei op dezelfde manier:geladen deeltjes van de zon interageren met de magnetische veldlijnen van de aarde.

Het unieke van Steve zit in de details. Terwijl Steve hetzelfde grootschalige creatieproces doormaakt als een aurora, het reist langs andere magnetische veldlijnen dan de aurora. All-sky camera's toonden aan dat Steve op veel lagere breedtegraden verschijnt. Dat betekent dat de geladen deeltjes die Steve creëren, zich verbinden met magnetische veldlijnen die dichter bij de evenaar van de aarde liggen, vandaar dat Steve vaak wordt gezien in het zuiden van Canada.

Misschien wel de grootste verrassing over Steve verscheen in de satellietgegevens. De gegevens toonden aan dat Steve bestaat uit een snel bewegende stroom van extreem hete deeltjes die een subaurorale iondrift wordt genoemd, of ZEI. Wetenschappers hebben SAID's sinds de jaren zeventig bestudeerd, maar wisten nooit dat er een begeleidend visueel effect was. De Swarm-satelliet registreerde informatie over de snelheden en temperaturen van de geladen deeltjes, maar heeft geen imager aan boord.

"Mensen hebben veel SAID's bestudeerd, maar we wisten nooit dat het een zichtbaar licht had. Nu zijn onze camera's gevoelig genoeg om het op te pikken en de ogen en het intellect van de mensen waren kritisch bij het opmerken van het belang ervan, " zei Donovan, een co-auteur van de studie. Donovan leidde het all-sky cameranetwerk en zijn Calgary-collega's leidden de elektrische veldinstrumenten op de Swarm-satelliet.

Steve is an important discovery because of its location in the sub auroral zone, an area of lower latitude than where most auroras appear that is not well researched. For one, with this discovery, scientists now know there are unknown chemical processes taking place in the sub auroral zone that can lead to this light emission.

Second, Steve consistently appears in the presence of auroras, which usually occur at a higher latitude area called the auroral zone. That means there is something happening in near-Earth space that leads to both an aurora and Steve. Steve might be the only visual clue that exists to show a chemical or physical connection between the higher latitude auroral zone and lower latitude sub auroral zone, said MacDonald.

"Steve can help us understand how the chemical and physical processes in Earth's upper atmosphere can sometimes have local noticeable effects in lower parts of Earth's atmosphere, " said MacDonald. "This provides good insight on how Earth's system works as a whole."

The team can learn a lot about Steve with additional ground and satellite reports, but recording Steve from the ground and space simultaneously is a rare occurrence. Each Swarm satellite orbits Earth every 90 minutes and Steve only lasts up to an hour in a specific area. If the satellite misses Steve as it circles Earth, Steve will probably be gone by the time that same satellite crosses the spot again.

In the end, capturing Steve becomes a game of perseverance and probability.

"It is my hope that with our timely reporting of sightings, researchers can study the data so we can together unravel the mystery of Steve's origin, creation, physics and sporadic nature, " said Bourassa. "This is exciting because the more I learn about it, the more questions I have."

As for the name "Steve" given by the citizen scientists? The team is keeping it as an homage to its initial name and discoverers. But now it is STEVE, short for Strong Thermal Emission Velocity Enhancement.