Гражданские ученые, гоняющиеся за северным сиянием, помогают открыть новую функцию STEVE
В 2018 году мир совершил новое открытие, похожее на полярное сияние. С 2015 по 2016 год гражданские ученые сообщили о 30 случаях, когда в небе висела пурпурная лента, а под ней - зеленый штакетник. Это явление, которое теперь называется STEVE, или сильное увеличение скорости теплового излучения, все еще является новым для ученых, которые работают над тем, чтобы понять все его детали. Что они действительно знают, так это то, что СТИВ - это не обычное полярное сияние - некоторые думают, что, возможно, это вообще не полярное сияние - и новое открытие о формировании полос внутри структуры приближает ученых на один шаг к разгадке тайны.
«Часто в физике мы строим свое понимание, а затем проверяем крайние случаи или проверяем случаи в другой среде», - объясняет Элизабет Макдональд, космический ученый из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «СТИВ отличается от обычного полярного сияния, но он состоит из света и управляется системой полярных сияний. Обнаруживая эти крошечные полоски, мы, возможно, узнаем что-то принципиально новое о том, как может образовываться зеленый авроральный свет».
Эти «крошечные полосы» представляют собой необычайно маленькие точечные элементы внутри зеленого заборчика СТИВА. В новой статье для AGU продвигается , исследователи делятся своими последними открытиями по этим вопросам. Они предполагают, что полосы могут быть движущимися точками света - удлиненными на изображениях из-за размытия от камер. Конец полосы на одном изображении будет совпадать с концом хвоста на следующем изображении, что способствует этому предположению ученых. Тем не менее, есть еще много вопросов, на которые необходимо ответить: определение того, является ли зеленый свет точкой или линией, является еще одним ключом к разгадке, который поможет ученым выяснить, что вызывает зеленый свет.
«Я пока не совсем уверен ни в чем относительно этого явления», - сказал Джошуа Семетер, профессор Бостонского университета и первый автор статьи. «У вас есть другие последовательности, в которых, похоже, есть трубчатая структура, которая сохраняется от изображения к изображению и, кажется, не соответствует движущемуся точечному источнику, поэтому мы еще не уверены в этом».
СТИВ в целом - это то, над чем ученые все еще работают. Ученые склонны разделять оптические элементы неба на две категории: свечение и полярное сияние. Когда в ночное время происходит свечение воздуха, атомы в атмосфере рекомбинируют и высвобождают часть своей накопленной энергии в виде света, создавая яркие цветные полосы. Изучая закономерности свечения воздуха, ученые могут больше узнать об этой области атмосферы - ионосфере. С другой стороны, чтобы его можно было классифицировать как полярное сияние, это излучение должно быть вызвано электронной бомбардировкой. Эти детали сформированы по-разному, но также и выглядят по-разному - свечение воздуха может происходить по всей Земле, а полярные сияния образуются в виде широкого кольца вокруг магнитных полюсов Земли.
«СТИВ в целом не соответствует ни одной из этих категорий», - сказал Семетр. «Выбросы происходят из-за механизмов, которые мы еще не полностью понимаем».
Пурпурное излучение СТИВА, вероятно, является результатом движения ионов со сверхзвуковой скоростью. Зеленые выбросы, похоже, связаны с водоворотами, такими как те, которые образуются в реке и движутся медленнее, чем другая вода вокруг нее. Зеленые детали также движутся медленнее, чем структуры в пурпурном излучении, и ученые предполагают, что они могут быть вызваны турбулентностью в космических частицах - смесью заряженных частиц и магнитного поля, называемой плазмой, - на этих высотах.
«Мы знаем, что такая турбулентность возникает. Есть люди, которые всю свою карьеру основывают на изучении турбулентности в ионосферной плазме, образованной очень быстрыми потоками». - сказал Семетр. «Доказательства, как правило, прибывают из измерений радара. У нас никогда не было оптической подписи». Семетр предполагает, что когда дело доходит до появления СТИВА, потоки в этих случаях настолько сильны, что мы действительно можем видеть их в атмосфере.
«Эта статья - верхушка айсберга в этой новой области этих крошечных кусочков штакетника. Что-то, что мы делаем в физике, - это пытаемся отколоться, чтобы лучше понять, - сказал Макдональд. «Этот документ устанавливает диапазон высот и некоторые методы, которые мы можем использовать для определения этих особенностей, после чего их можно будет лучше разрешить в других наблюдениях».
Чтобы установить диапазон высот и выявить эти особенности, ученые широко использовали фотографии и видео, сделанные гражданскими учеными.
«Гражданские ученые - это те, кто привлек внимание ученых к феномену STEVE. Их фотографии, как правило, делаются дольше, чем наши традиционные научные наблюдения», - сказал Макдональд. «Гражданские ученые не вникают в шаблоны, в которые входят ученые. Они делают все по-другому. Они могут свободно перемещать камеру и делать любую экспозицию, которую хотят». Однако, чтобы сделать это новое открытие точек в STEVE, фотографы фактически сделали фотографии с более короткой выдержкой, чтобы запечатлеть это движение.
Чтобы получить эти фотографии, гражданские ученые часами проводят на морозе поздно ночью, ожидая появления северного сияния - или, надеюсь, СТИВА. Хотя данные могут указать, появится ли северное сияние, индикаторы STEVE еще не определены. Тем не менее, охотники за полярным сиянием все равно появляются и фотографируют.
Нил Зеллер, фотограф и соавтор статьи, говорит, что изначально он не планировал стать ученым-гражданином. «Это было просто ради красоты», - объяснил Зеллер. Зеллер участвовал в открытии СТИВА с самого начала. Он показал Макдональду фотографию Стива, которую он сделал много лет назад, что положило начало первому исследованию этого явления. Теперь он соавтор этой статьи.
«Это действительно большая честь, - сказал Зеллер о своем вкладе в это исследование. «Я стараюсь сделать шаг назад от ученых, выполняющих эту работу. Я здесь ради красоты и чтобы запечатлеть эти явления в небе».
В этом документе также использовался другой ценный вклад гражданского ученого - добровольная база данных наблюдений STEVE. Майкл Хуннекул, еще один автор статьи, ведет эту базу данных и в прошлом участвовал в исследованиях STEVE. Хуннекул заметил полосы на фотографиях независимо от ученых, представленных на бумаге, и его подробные записи и методы триангуляции сыграли решающую роль в этом исследовании.
Зеллер и др. граждане ученые планируют продолжать делать и изучать эти снимки, запечатлевая красоту атмосферы Земли, а Макдональд, Семетр и другие ученые будут продолжать их изучать, чтобы больше узнать об этом новом явлении.
Похожие новости
В 2018 году мир совершил новое открытие, похожее на полярное сияние. С 2015 по 2016 год гражданские ученые сообщили о 30 случаях, когда в небе висела пурпурная лента, а под ней - зеленый штакетник. Это явление, которое теперь называется STEVE, или сильное увеличение скорости теплового излучения, все еще является новым для ученых, которые работают над тем, чтобы понять все его детали. Что они действительно знают, так это то, что СТИВ - это не обычное полярное сияние - некоторые думают, что, возможно, это вообще не полярное сияние - и новое открытие о формировании полос внутри структуры приближает ученых на один шаг к разгадке тайны.
«Часто в физике мы строим свое понимание, а затем проверяем крайние случаи или проверяем случаи в другой среде», - объясняет Элизабет Макдональд, космический ученый из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «СТИВ отличается от обычного полярного сияния, но он состоит из света и управляется системой полярных сияний. Обнаруживая эти крошечные полоски, мы, возможно, узнаем что-то принципиально новое о том, как может образовываться зеленый авроральный свет».
Эти «крошечные полосы» представляют собой необычайно маленькие точечные элементы внутри зеленого заборчика СТИВА. В новой статье для AGU продвигается , исследователи делятся своими последними открытиями по этим вопросам. Они предполагают, что полосы могут быть движущимися точками света - удлиненными на изображениях из-за размытия от камер. Конец полосы на одном изображении будет совпадать с концом хвоста на следующем изображении, что способствует этому предположению ученых. Тем не менее, есть еще много вопросов, на которые необходимо ответить: определение того, является ли зеленый свет точкой или линией, является еще одним ключом к разгадке, который поможет ученым выяснить, что вызывает зеленый свет.
«Я пока не совсем уверен ни в чем относительно этого явления», - сказал Джошуа Семетер, профессор Бостонского университета и первый автор статьи. «У вас есть другие последовательности, в которых, похоже, есть трубчатая структура, которая сохраняется от изображения к изображению и, кажется, не соответствует движущемуся точечному источнику, поэтому мы еще не уверены в этом».
СТИВ в целом - это то, над чем ученые все еще работают. Ученые склонны разделять оптические элементы неба на две категории: свечение и полярное сияние. Когда в ночное время происходит свечение воздуха, атомы в атмосфере рекомбинируют и высвобождают часть своей накопленной энергии в виде света, создавая яркие цветные полосы. Изучая закономерности свечения воздуха, ученые могут больше узнать об этой области атмосферы - ионосфере. С другой стороны, чтобы его можно было классифицировать как полярное сияние, это излучение должно быть вызвано электронной бомбардировкой. Эти детали сформированы по-разному, но также и выглядят по-разному - свечение воздуха может происходить по всей Земле, а полярные сияния образуются в виде широкого кольца вокруг магнитных полюсов Земли.
«СТИВ в целом не соответствует ни одной из этих категорий», - сказал Семетр. «Выбросы происходят из-за механизмов, которые мы еще не полностью понимаем».
Пурпурное излучение СТИВА, вероятно, является результатом движения ионов со сверхзвуковой скоростью. Зеленые выбросы, похоже, связаны с водоворотами, такими как те, которые образуются в реке и движутся медленнее, чем другая вода вокруг нее. Зеленые детали также движутся медленнее, чем структуры в пурпурном излучении, и ученые предполагают, что они могут быть вызваны турбулентностью в космических частицах - смесью заряженных частиц и магнитного поля, называемой плазмой, - на этих высотах.
«Мы знаем, что такая турбулентность возникает. Есть люди, которые всю свою карьеру основывают на изучении турбулентности в ионосферной плазме, образованной очень быстрыми потоками». - сказал Семетр. «Доказательства, как правило, прибывают из измерений радара. У нас никогда не было оптической подписи». Семетр предполагает, что когда дело доходит до появления СТИВА, потоки в этих случаях настолько сильны, что мы действительно можем видеть их в атмосфере.
«Эта статья - верхушка айсберга в этой новой области этих крошечных кусочков штакетника. Что-то, что мы делаем в физике, - это пытаемся отколоться, чтобы лучше понять, - сказал Макдональд. «Этот документ устанавливает диапазон высот и некоторые методы, которые мы можем использовать для определения этих особенностей, после чего их можно будет лучше разрешить в других наблюдениях».
Чтобы установить диапазон высот и выявить эти особенности, ученые широко использовали фотографии и видео, сделанные гражданскими учеными.
«Гражданские ученые - это те, кто привлек внимание ученых к феномену STEVE. Их фотографии, как правило, делаются дольше, чем наши традиционные научные наблюдения», - сказал Макдональд. «Гражданские ученые не вникают в шаблоны, в которые входят ученые. Они делают все по-другому. Они могут свободно перемещать камеру и делать любую экспозицию, которую хотят». Однако, чтобы сделать это новое открытие точек в STEVE, фотографы фактически сделали фотографии с более короткой выдержкой, чтобы запечатлеть это движение.
Чтобы получить эти фотографии, гражданские ученые часами проводят на морозе поздно ночью, ожидая появления северного сияния - или, надеюсь, СТИВА. Хотя данные могут указать, появится ли северное сияние, индикаторы STEVE еще не определены. Тем не менее, охотники за полярным сиянием все равно появляются и фотографируют.
Нил Зеллер, фотограф и соавтор статьи, говорит, что изначально он не планировал стать ученым-гражданином. «Это было просто ради красоты», - объяснил Зеллер. Зеллер участвовал в открытии СТИВА с самого начала. Он показал Макдональду фотографию Стива, которую он сделал много лет назад, что положило начало первому исследованию этого явления. Теперь он соавтор этой статьи.
«Это действительно большая честь, - сказал Зеллер о своем вкладе в это исследование. «Я стараюсь сделать шаг назад от ученых, выполняющих эту работу. Я здесь ради красоты и чтобы запечатлеть эти явления в небе».
В этом документе также использовался другой ценный вклад гражданского ученого - добровольная база данных наблюдений STEVE. Майкл Хуннекул, еще один автор статьи, ведет эту базу данных и в прошлом участвовал в исследованиях STEVE. Хуннекул заметил полосы на фотографиях независимо от ученых, представленных на бумаге, и его подробные записи и методы триангуляции сыграли решающую роль в этом исследовании.
Зеллер и др. граждане ученые планируют продолжать делать и изучать эти снимки, запечатлевая красоту атмосферы Земли, а Макдональд, Семетр и другие ученые будут продолжать их изучать, чтобы больше узнать об этом новом явлении.
Марсоход НАСА Perseverance находится на полпути к Марсу
Все о космосе
Данные Юноны указывают на то, что «спрайты» или «эльфы» резвятся в атмосфере Юпитера
Все о космосе
Геологи моделируют почвенные условия, чтобы помочь выращивать растения на Марсе
Все о космосе
Изображение: Космические эндотелиальные клетки человека
Все о космосе
Метеорит «Огненный шар» содержит нетронутые внеземные органические соединения
Все о космосе
Вода на Луне: исследования раскрывают ее тип и изобилие, что расширяет планы исследований
Все о космосе
Луна богаче водой, чем когда-то думали
Все о космосе
НАСА начнет деликатную укладку образцов астероида OSIRIS-REx
Все о космосе
Tupperware стреляет по звездам с помощью устройства, предназначенного для выращивания овощей в космосе
Все о космосе
SpaceX начинает развертывание Интернета Starlink, надеясь, что это профинансирует полеты на Марс
Все о космосе
| « Сентябрь 2023 » | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |