2018年に神秘的な緑のストライプがフィンランドの空を照らしたとき、熱心なオーロラチェイサーには見過ごされませんでした。光のパターンは不慣れで奇妙に完璧で、天の砂丘のセットのように地平線に向かって手を伸ばしていました。
案の定、市民の科学者が「砂丘」と吹き替えた光のショーは、新しいタイプのオーロラであることが判明しました。このオーロラは、重力波と酸素原子の劇的な踊りによって形成されたと、ジャーナルAGU Advancesで本日（1月29日）に発表された新しい知見によると、
発見への道は、オーロラ愛好家のグループがヘルシンキ大学の計算宇宙物理学の教授であるMinna Palmrothに、Facebookグループに参加するように依頼するメールを送信したときに始まりました。目標？パルムロスに、彼らが撮影していたオーロラの背後にある物理学を説明してもらいます。
パルムロスは喜んでそうしました。しばらくして、彼女は自分の答えが繰り返しになってきていることに気づきました-それで、彼女はオーロラガイドブックを出版し続けました。しかし、2018年10月、オーロラ追跡者は不可解なオーロラの画像を彼女に返しました。
「それから、ああ、いや、これまで見たことがない」一見すると、これらの縞は重力波、または上層大気の密度の乱れの結果であるように見えました。上層大気には、さまざまな方向に走るさまざまな重力波があり、周波数とサイズが異なります。しかし、波は非常に均一に広がっていたため、その説明は不可能に思えました。
そのため、Palmrothと彼女のチームは、10月7日の夜に、フィンランド中の科学者や市民を集めて砂丘を撮影するキャンペーンを企画しました。これらの写真を分析することにより、チームは現象の背後にある物理学を理解し始めました。
オーロラ追跡者が新しい天体現象を識別したのはこれが初めてではありません。市民科学者は、2018年に愛情を込めてSTEVEと呼ばれる空の輝きも発見しました。
「市民の科学者とのコラボレーションはますます重要なオーロラを追いかける「モバイルセンサー」になり、科学者が以前に気づかなかった新しい機能を捉えることができるため、ますます重要になっています」研究の一部ではなかった大学の宇宙物理学センター。
見えない重力波
オーロラは、太陽が私たちの惑星に向かって荷電粒子を投げつけるときに発生します。これらの粒子は、惑星の極で磁力線に沿って移動し、大気中の原子や分子に激突し、それらの分子を発光させます。これらの見事な光のショーは多くの異なる形や色で来ることができます。 NASAによれば、酸素は緑と赤に光り、窒素は青と紫に光ります。天文学者はまた、オーロラの形を使用して、それらが形成される上層大気で何が起こっているかを学びます。
ほとんどのオーロラは垂直に伸びていますが、砂丘はうねる波で水平に赤道に向かって伸びています。これまでオーロラでこのような波のような構造を観測した人はいないとパルムロスは言った。
科学者たちは、砂丘が中間圏ボアと呼ばれる一種の珍しい大気重力波を照らしていると理論づけています。これらの中間圏ボアは、大気中で上昇している重力波が曲がり、比較的低温の2つの層の間に挟まれたときに発生します。 。
このチャネルでは、波は沈み込むことなく水平方向に長距離を伝搬し、酸素が豊富または酸素が欠乏している交互の折り目を作成します。太陽からの電子が流れ込むと、酸素レベルの高い折り目が酸素不足の場所よりも明るくなり、特徴的な縞が作成されます。
「これは非常に興味深い観察である」と研究に参加しなかったコロラド州立大学の大気研究所の副所長であるスティーブン・ミラーは言った。 「写真を見たときの私の最初の反応は、それらがオーロラ活動によって「強調されている」大気重力波であるかもしれないということでした-これは著者の仮説でもあるようです。」
中間圏ボアは砂丘に見られるパターンを説明することができますが、「私は「砂丘」は実際にオーロラによって強調されている大気重力波のより広範囲の領域のサブセットであると思います」とMillerはLive Scienceに語った。
写真の星を基準点として使用することで、チームは砂丘の高度をおよそ62マイル（100 km）の高さに計算できました。これはオーロラに典型的なものです。しかし、この十分に研究されていない大気の領域は、レーダーや気球で測定するには高すぎ、燃焼せずに宇宙船を送るには低すぎます。したがって、「無害圏」と呼ばれることもあるとパルムロスは言った。
「これらの重力波が観測されるのはこれが初めてです」とパルムロスは言った。 「一般的に、穴はかなりまれな現象です。」しかし、砂丘を観察すると、穴の詳細が明らかになる可能性があるとパルムロスは言った。
たとえば、科学者は、砂丘が同時に、宇宙からの電磁エネルギーが上層大気に移動するのと同じ地域で発生することを発見しました。これは、パルムロスが逆転層中間圏ボアの作成に関連している可能性があると考えています。 「これが本当に本当かどうかを見たい」と彼女は言った。
