Un nuovo fenomeno aurorale scoperto dai ricercatori finlandesi un anno fa è probabilmente causato da aree di maggiore densità di atomi di ossigeno che si verificano in un canale delle onde atmosferiche. La spiegazione speculativa offerta dai ricercatori ha ottenuto il sostegno di un nuovo studio.

Le osservazioni fatte dai ricercatori dell'Università di Helsinki hanno accresciuto la validità di un meccanismo speculativo secondo il quale nasce un tipo di aurora boreale denominata 'dune'. Nel nuovo studio, fotografie del fenomeno scattate da un gruppo internazionale di hobbisti in Finlandia, Norvegia e Scozia sono state confrontate con dati satellitari simultanei.

Il raro tipo di aurora boreale è stato visto nel cielo il 20 gennaio 2016 e registrato in foto scattate da diversi hobbisti.

"Le dune sono state viste per quasi quattro ore in un'area molto estesa, con il motivo che si estende all'incirca 1, 500 chilometri da est a ovest e circa 400 chilometri da nord a sud, " afferma il ricercatore post-dottorato Maxime Grandin del Centro di eccellenza nella ricerca dello spazio sostenibile coordinato dall'Università di Helsinki.

Utile materiale fotografico e video è stato raccolto in stretta collaborazione con gli appassionati di aurore boreali finlandesi, utilizzando sia internet che i social media. Tra l'altro, è stato trovato un video time lapse girato nella notte in questione da un hobbista scozzese. Il video è stato utilizzato per stimare la velocità di propagazione delle dune a oltre 200 m/s.

Lo studio è stato pubblicato nella stimata I progressi dell'AGU rivista.

Confermata la validità della teoria della guida d'onda

L'aurora boreale nasce quando particelle cariche vengono espulse dal Sole, come gli elettroni, si scontrano con atomi di ossigeno e molecole di azoto nell'atmosfera terrestre. La collisione eccita momentaneamente la specie atmosferica, e questa eccitazione si libera sotto forma di luce.

Raramente vengono scoperti nuovi tipi di aurore boreali. L'identificazione di questa nuova forma aurorale lo scorso anno è stata il risultato di un'eccezionale collaborazione tra hobbisti che hanno fornito osservazioni e ricercatori che hanno iniziato a indagare sulla questione.

La nuova forma aurorale denominata dune è relativamente rara, e la sua presunta origine è peculiare.

"Le differenze di luminosità all'interno delle onde delle dune sembrano essere causate dall'aumento della densità degli atomi di ossigeno atmosferico, "dice la professoressa Minna Palmroth.

Un anno fa, i ricercatori del Center of Excellence in Research of Sustainable Space hanno concluso che la forma a duna del nuovo tipo di emissione aurorale potrebbe essere causata da concentrazioni di ossigeno atmosferico. Si presume che questa maggiore densità di atomi di ossigeno sia causata da un'onda atmosferica nota come foro mesosferico che viaggia orizzontalmente all'interno di una guida d'onda stabilita nell'atmosfera superiore.

Questa rara guida d'onda viene creata tra il confine dello strato atmosferico noto come mesosfera, che si chiama mesopausa, e uno strato di inversione che si forma a intermittenza al di sotto della mesopausa. Ciò consente alle onde di una certa lunghezza d'onda di percorrere lunghe distanze attraverso il canale senza placarsi.

Le osservazioni sulla precipitazione degli elettroni e sulla temperatura effettuate nello studio pubblicato di recente hanno supportato le interpretazioni dell'origine delle dune fatte un anno prima. Un'osservazione indipendente è stata fatta del canale d'onda che appare nella zona delle dune, ma non ci sono ancora dati di osservazione per il foro mesosferico stesso.

"Prossimo, cercheremo osservazioni del foro mesosferico nella guida d'onda, "dice Maxime Grandin.

Secondo i dati di osservazione, precipitazione di elettroni si è verificata nell'area in cui sono apparse le dune il 20 gennaio 2016. Pertanto, è molto probabile che siano stati coinvolti elettroni aventi l'energia appropriata per provocare emissioni aurorali ad un'altitudine di circa 100 chilometri. Le osservazioni sono state raccolte dallo strumento SSUSI trasportato da un satellite DMSP, che misura, tra l'altro, precipitazione di elettroni.

Nella notte in questione, c'era uno strato di inversione di temperatura eccezionalmente forte nella mesosfera, oppure una barriera generata da strati d'aria con temperature diverse. Lo strato di inversione associato alle origini del canale d'onda è stato misurato con lo strumento SABRE trasportato dal satellite TIMED. L'osservazione supporta l'ipotesi secondo cui la forma aurorale ha origine in aree di maggiore densità di ossigeno che si verificano nella guida d'onda dell'alta atmosfera.