Alberta Aurora Chasers cattura STEVE la sera del 10 aprile, 2018 in Prince George, British Columbia, Canada. Robert Downie si inginocchia in primo piano mentre il fotografo Ryan Sault cattura lo stretto nastro di sfumature bianco-viola sopra la testa. La vibrante aurora verde si vede nel lontano nord, situato a destra nella foto. Credito:Ryan Sault
I ricercatori hanno appena pubblicato una teoria su ciò che alimenta il fenomeno celeste noto come STEVE, il bagliore di un'aurora che gli osservatori amatoriali del cielo hanno portato all'attenzione degli scienziati nel 2016.
Le luci del nord e del sud, o aurora, in genere si presentano come vorticosi nastri verdi di luce che si diffondono nel cielo notturno vicino ai poli. Ma STEVE è un sottile nastro di luce malva o bianca che si estende da est a ovest, più vicino all'equatore rispetto a dove di solito compaiono le aurore e ad altitudini molto più elevate.
Gli scienziati hanno inizialmente pensato che STEVE fosse un nuovo tipo di aurora, ma la ricerca precedente mostra che la sua luce non viene prodotta allo stesso modo. I ricercatori non sono ancora sicuri di cosa generi la luce di STEVE, ma un gruppo di fisici spaziali ora sospetta che STEVE si illumini quando fiumi di plasma che scorrono veloci avviano alcune reazioni chimiche nell'atmosfera.
La teoria non è verificata, ma se si rivela corretto, significherebbe che c'è un nuovo meccanismo per generare luci incandescenti nell'atmosfera superiore della Terra, secondo i ricercatori.
"È semplicemente eccitante per me trovare qualcosa in cui, potresti fare una domanda molto semplice a riguardo, Come, "Cos'è questo?" E si scopre che la risposta a questa domanda è molto sfumata ed eccitante e potrebbe indicare una nuova fisica, " ha detto Brian Harding, un fisico spaziale presso l'Università della California Berkeley e autore principale di un nuovo studio che descrive la teoria nella rivista di AGU Lettere di ricerca geofisica .
Una luce diversa
Il campo magnetico terrestre crea un bozzolo attorno al pianeta chiamato magnetosfera. Quando le particelle cariche che fluiscono dal sole disturbano la magnetosfera terrestre, alcune particelle nella magnetosfera, per lo più protoni ed elettroni nudi, piovono nell'atmosfera superiore. Queste particelle cariche eccitano ossigeno e azoto nell'atmosfera, che produce luce di vari colori.
Quando gli scienziati hanno iniziato a studiare STEVE, pensavano fosse una specie di aurora. Ma uno studio del 2018 ha scoperto che il suo bagliore non è dovuto a particelle cariche che piovono nell'atmosfera superiore della Terra, e da allora i ricercatori si sono interrogati sulle cause di STEVE.
Il primo studio scientifico pubblicato su STEVE ha trovato un flusso di plasma in rapido movimento, un gas caldo di particelle cariche ed elettroni, che attraversa l'atmosfera proprio dove si sono verificati gli eventi di STEVE. I ricercatori sospettavano che queste particelle fossero collegate a STEVE ma non erano sicuri se ne fossero la causa. Questi flussi di plasma super veloci attraversano l'atmosfera superiore quando la magnetosfera è disturbata, all'incirca alla velocità necessaria per orbitare attorno alla Terra, e STEVE si verifica solo durante i flussi più veloci.
Harding e i suoi colleghi sospettano che i fiumi di plasma più veloci rompano i legami chimici nell'alta atmosfera, innescando reazioni che producono luce. Nel nuovo studio, Harding e i suoi colleghi hanno ideato una teoria per spiegare come questo processo potesse produrre la banda di luce caratteristica di STEVE e hanno testato la loro idea con una semplice simulazione per vedere se la chimica funzionava.
L'atmosfera terrestre è composta principalmente da azoto e ossigeno gassoso:coppie di atomi di azoto e ossigeno legati insieme (N 2 e O 2 ). Ma nell'atmosfera superiore dove si trova STEVE, le molecole di ossigeno si rompono più facilmente, e spesso si trovano singoli atomi di ossigeno (O).
Harding e il suo team propongono che quando i flussi di plasma sono abbastanza caldi e veloci, possono scindere le molecole di azoto (N 2 ), che poi si combinano con singoli atomi di ossigeno per formare ossido nitrico (NO). L'ossido nitrico quindi afferra un altro atomo di ossigeno libero per creare biossido di azoto (NO 2 ), una reazione che produce anche luce. I ricercatori sospettano che il bagliore di STEVE sia la luce di questa reazione chimica, il che ha senso perché STEVE si trova proprio dove si verificano questi flussi di plasma.
I ricercatori hanno testato la loro teoria con una semplice simulazione e hanno scoperto che l'idea è praticabile:in teoria, la chimica può spiegare il comportamento di STEVE. L'idea non è stata ancora testata nell'atmosfera, ma Harding la trova una prospettiva intrigante.
"Sarebbe più eccitante se questo fosse sbagliato, allora siamo di nuovo al punto di partenza, e la natura ci aveva di nuovo confuso, " Egli ha detto.
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
