「スティーブ」という名前の奇妙なスカイグローの謎がついに解決

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3年前、不思議な紫がかった輝きがカナダの空に広がりました。ライトショーはまったく知られていない天体の現象だったため、その美しさと壮大さにふさわしい名前が付けられました:スティーブ。

現在、科学者たちは最終的に、赤紫色と緑色のこの現象の輝くリボンの原因を特定しました。通常、これらの領域には磁気波、高温プラズマの風、電子のシャワーがありません。

STEVEの簡単な歴史

2016年7月25日、観測者は北半球の夜空を照らしている奇妙なタイプの大気光ディスプレイに気づきました。彼らは、これが通常のオーロラではないことをすぐに理解し、映画「Over the Hedge」(DreamWorks Animation、2006)に触発された新しい名前を付けました。初めてヘッジによって混乱させられた森の動物のグループは、なじみのないオブジェクトを「スティーブ」と名付けました。 (天文学者は後にその名前をSTEVEに変更しました。これは、強力な熱放出速度向上の頭字語です。)

STEVEの予備分析では、その光学的効果はオーロラとは異なるものであることが判明しましたが、科学者たちは何が起こっているのか正確には言えませんでした。

オーロラは、太陽黒点が太陽風で地球に向かって加速する陽子と電子の雲を吐き出すときに、太陽の起源をたどることができます。これらの荷電粒子が惑星に到達すると、その磁場がそれらを北極と南極に引き寄せます。粒子が磁気圏を離れ、惑星の上層大気に衝突すると、粒子は酸素や窒素などの元素と相互作用して、光の渦巻きリボンを生成します。

しかし、STEVEのライトショーは、通常のオーロラとは異なります。 STEVEは、ほとんどのオーロラよりもはるか南の人口の多い地域に表示されます。新しい研究によると、オーロラや水平方向に波打つトレードマークの緑がかった渦巻きとは異なり、STEVEは、垂直に紫がかった紫または緑の帯を作り出します。

「完全に不明」

2018年に発表された以前の研究では、同じ研究者がSTEVEが、オーロラが形成される地上約50から375マイル(80から600キロメートル)に広がる電離層に由来することを発見しました。

しかし、オーロラを生成した同じ太陽エネルギーの磁気嵐の間にSTEVEが現れたとしても、新たに発見された現象の輝く外観のほとんどは、荷電粒子が地球の上層大気に激突した結果ではありませんでした。その結論は、2008年にSTEVEイベントを通過した衛星によって収集された証拠から来ています。

新しい調査では、2008年のデータと他の2つのSTEVEイベントからの衛星データおよび地上観測を使用して、STEVEのライトリボンとピケットフェンスを形成する2つの異なるプロセスを特定しました。

研究によると、スティーブの垂直リボンは、大気中に落下する荷電粒子の雨ではなく、高温プラズマフローと約15,000マイル(25,000 km)の強力な電磁波によって引き起こされる摩擦によって照らされます。これらの流れからの熱は粒子にエネルギーを与え、白熱電球の照明に似たメカニズムである紫色の光を生成します。

STEVE発生時のアーティストによる磁気圏の描写。オーロラゾーン(緑)、プラズマ圏(青)、およびプラズマ圏と呼ばれるそれらの間の境界(赤)に該当するプラズマ領域を示しています。 THEMISおよびSwarm衛星(左および上)は、STEVE大気グローおよびピケットフェンス(挿入図)に電力を供給する波(赤い波線)を観測し、DMSP衛星(下部)は、南半球で電子降水量と共役光るアークを検出しました。 (画像クレジット:Emmanuel Masongsong、UCLA、およびYukitoshi Nishimura、BU / UCLA)

オーロラの輝きは、電子と陽子が地球の大気に落ちるときに発生しますが、「STEVEの大気の輝きは、粒子が沈殿せずに加熱することで発生します」と研究者であるカナダのカルガリー大学の宇宙物理学者Bea Gallardo-Lacourtは声明で述べています。

一方、STEVEの緑のピケットフェンスは、オーロラと同じように形成されます。電子が上層大気に降り注ぐときです。しかし、これはオーロラが通常形成される緯度のはるか南側で発生するため、「本当にユニークです」とガヤルド・ラクール氏は述べています。

この特徴的なピケットフェンスは、北半球と南半球の上の空にも同時に現れたと著者らは書いている。これは、STEVEに燃料を供給するエネルギー源が、両方の半球で同時に光のショーを作成するのに十分豊富であることを示していると研究著者らは述べた。

しかし、科学者たちは、この現象がオーロラよりもはるかに南に見える理由をまだ知りません。これは、STEVEが謎の一部を保持していることを意味します。

調査結果は、ジャーナルGeophysical Research Lettersの4月16日オンラインで公開されました。

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