Onderzoekers hebben zojuist een theorie gepubliceerd over de kracht van het hemelfenomeen dat bekend staat als STEVE, de aurora-achtige gloed die amateur-sky-watchers in 2016 onder de aandacht van wetenschappers brachten.

Het noorder- en zuiderlicht, of poollicht, verschijnen meestal als wervelende groene linten van licht die zich over de nachtelijke hemel bij de polen verspreiden. Maar STEVE is een dun lint van mauve of wit licht dat zich uitstrekt van oost naar west, dichter bij de evenaar dan waar aurora's gewoonlijk verschijnen en op veel grotere hoogten.

Wetenschappers dachten eerst dat STEVE een nieuw soort aurora was, maar eerder onderzoek toont aan dat het licht niet op dezelfde manier wordt geproduceerd. Onderzoekers zijn nog steeds niet zeker van wat STEVE's licht genereert, maar een groep ruimtefysici vermoedt nu dat STEVE oplicht wanneer snelstromende rivieren van plasma bepaalde chemische reacties hoog in de atmosfeer op gang brengen.

De theorie is niet getest, maar als het klopt, het zou betekenen dat er een nieuw mechanisme is voor het genereren van gloeiende lichten in de bovenste atmosfeer van de aarde, volgens de onderzoekers.

"Het is gewoon spannend voor mij om iets te vinden waar, je zou er een heel simpele vraag over kunnen stellen, Leuk vinden, "Wat is dit?" En het blijkt dat het antwoord op die vraag heel genuanceerd en opwindend is en kan wijzen op nieuwe natuurkunde, " zei Brian Harding, een ruimtefysicus aan de University of California Berkeley en hoofdauteur van een nieuwe studie die de theorie beschrijft in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven .

Een ander soort licht

Het magnetisch veld van de aarde creëert een cocon rond de planeet die de magnetosfeer wordt genoemd. Wanneer geladen deeltjes die van de zon stromen de magnetosfeer van de aarde verstoren, sommige deeltjes in de magnetosfeer - meestal kale protonen en elektronen - regenen neer in de bovenste atmosfeer. Deze geladen deeltjes wekken zuurstof- en stikstofgas op in de atmosfeer, die licht van verschillende kleuren produceert.

Toen wetenschappers voor het eerst STEVE begonnen te bestuderen, ze dachten dat het een soort aurora was. Maar een studie uit 2018 wees uit dat de gloed niet te wijten is aan geladen deeltjes die in de bovenste atmosfeer van de aarde regenen. en onderzoekers zijn sindsdien aan het puzzelen over de oorzaak van STEVE.

De eerste wetenschappelijke studie gepubliceerd op STEVE vond een stroom snel bewegend plasma - een heet gas van geladen deeltjes en elektronen - die door de atmosfeer ging precies waar STEVE-gebeurtenissen plaatsvonden. De onderzoekers vermoedden dat deze deeltjes verband hielden met STEVE, maar wisten niet zeker of ze daar de oorzaak van waren. Deze supersnelle plasmastromen stromen door de bovenste atmosfeer wanneer de magnetosfeer wordt verstoord, met ongeveer de snelheid die nodig is om om de aarde te draaien, en STEVE treedt alleen op tijdens de snelste stromen.

Harding en zijn collega's vermoeden dat de snelste plasmarivieren chemische bindingen in de bovenste atmosfeer verbreken. reacties uitlokken die licht produceren. In de nieuwe studie Harding en zijn collega's bedachten een theorie om uit te leggen hoe dit proces de karakteristieke lichtband van STEVE kon produceren en testten hun idee met een eenvoudige simulatie om te zien of de chemie werkte.

De atmosfeer van de aarde bestaat grotendeels uit stikstof en zuurstofgas:paren van stikstof- en zuurstofatomen die aan elkaar zijn gebonden (N ₂ en O ₂ ). Maar in de bovenste atmosfeer waar STEVE voorkomt, zuurstofmoleculen breken gemakkelijker uit elkaar, en enkele zuurstofatomen worden vaak gevonden (O).

Harding en zijn team stellen voor dat wanneer de plasmastromen heet en snel genoeg zijn, ze kunnen stikstofmoleculen splitsen (N ₂ ), die vervolgens worden gecombineerd met enkele zuurstofatomen om stikstofmonoxide (NO) te vormen. Het stikstofmonoxide grijpt dan een ander vrij zuurstofatoom om stikstofdioxide (NO ₂ ), een reactie die ook licht produceert. De onderzoekers vermoeden dat STEVE's gloed het licht is van deze chemische reactie, wat logisch is omdat STEVE precies daar wordt gevonden waar deze plasmastromen plaatsvinden.

De onderzoekers testten hun theorie met een eenvoudige simulatie en ontdekten dat het idee levensvatbaar is - in theorie, de chemie kan het gedrag van STEVE verklaren. Het idee is nog niet getest in de atmosfeer, maar Harding vindt het een intrigerend vooruitzicht.

"Het zou spannender zijn als dit niet klopte, dan zijn we weer bij af, en de natuur had ons weer in verwarring gebracht, " hij zei.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.