Kad su tajanstvene užarene pruge zelene boje osvijetlile finsko nebo 2018. godine, nisu prošli nezapaženo žalosni lovci na auroru. Uzorak svjetlosti bio je nepoznat i neobično savršen, pružao se prema horizontu poput skupa nebeskih pješčanih dina.
Svakako, svjetlosni show koji su građani znanstvenici nazvali "dine" pokazalo se kao nova vrsta aurore. Ta aurora nastaje dramatičnim plesom gravitacijskih valova i atoma kisika, prema novim otkrićima objavljenim danas (29. siječnja) u časopisu AGU Advances.
Put do otkrića počeo je prije mnogo godina, kada je grupa entuzijasta aurore poslala e-poštu Minna Palmroth, profesorica računske fizike svemira na Sveučilištu u Helsinkiju, tražeći od nje da se pridruži njihovoj Facebook grupi. Cilj? Neka Palmroth objasni fiziku iza aurere koju su fotografirali.
Palmroth je to rado učinio. Nakon nekog vremena shvatila je da se njeni odgovori ponavljaju - pa je nastavila objavljivati vodič sa aurorom. No, u listopadu 2018. godine na njega su se vratili lovci na auroru sa slikama zagonetne aurore.
"Tada sam shvatio da ne ... nisam ih već vidio", rekao je Palmroth za Live Science. Na prvi pogled izgledalo je da su ove pruge rezultat gravitacijskih valova ili poremećaja gustoće u gornjoj atmosferi. Gornja atmosfera prožeta je mnogim gravitacijskim valovima koji se kreću u različitim smjerovima i različitih su frekvencija i veličina. Ali to se objašnjenje nije činilo mogućim, jer su se valovi tako ravnomjerno raširili.
Tako je Palmroth i njezin tim organizirali kampanju za večer 7. listopada, okupljajući znanstvenike i građane širom Finske kako bi fotografirali dine. Analizirajući ove fotografije, tim je počeo shvaćati fiziku koja stoji iza fenomena.
Ovo nije prvi put da su lovci na auroru identificirali novi nebeski fenomen; građanski znanstvenici otkrili su i sjaj neba nježno nazvan STEVE u 2018. godini.
"Suradnja s građanskim znanstvenicima postaje sve važnija jer mogu postati" pokretni senzori "koji lako jure zanimljivu auroru i otkrivaju nove značajke koje znanstvenici prije nisu primijetili", rekao je Toshi Nishimura, izvanredni profesor elektrotehnike i računalnog inženjerstva u Bostonu Sveučilišni centar za svemirsku fiziku, koji nije bio dio studije.
Valovi nevidljive gravitacije
Rezultat Aurora je kad sunce baci napunjene čestice prema našem planetu. Te čestice putuju linijama magnetskog polja na polovima našeg planeta i upadaju u atome i molekule u našoj atmosferi, uslijed čega te molekule emitiraju svjetlost. Ove zapanjujuće svjetlosne emisije mogu se pojaviti u različitim oblicima i bojama; kisik svijetli zeleno i crveno, dok dušik svijetli plavo i ljubičasto, prema NASA-i. Astronomi također koriste oblik aure kako bi naučili što se događa u gornjoj atmosferi u kojoj se formiraju.
Dok se većina aurora proteže okomito, dine se pružaju prema ekvatoru vodoravno u valovitim valovima. Nitko prije nije promatrao takvu valnu strukturu u auri, rekao je Palmroth.
Znanstvenici teoretiziraju da dine osvjetljavaju tip rijetkog atmosferskog gravitacijskog vala nazvanog mezosferne provrte. Ove mezosferne provrti nastaju kada gravitacijski val koji se uzdiže u atmosferi postaje savijen i zakrpljen između dva relativno hladnija sloja atmosfere - inverzijskog sloja, visokog 80 kilometara (49,7 milja), i mezopauze, visoke 62 km (100 km) ,
U ovom kanalu valovi se šire i horizontalno i na dugim udaljenostima bez utapanja, stvarajući naizmjenične nabore koji su obogaćeni kisikom ili osiromašeni kisikom. Kad elektroni iz sunčevog toka uđu, nabori sa višom razinom kisika osvjetljavaju se više od mjesta kojima nedostaje kisika, stvarajući karakteristične pruge.
"Ovo je vrlo zanimljivo promatranje", rekao je Steven Miller, zamjenik direktora Kooperativnog instituta za istraživanje atmosfere na Državnom sveučilištu Colorado, koji nije bio dio studije. "Moja prva reakcija kad sam vidjela slike bila je da su to možda valovi atmosferske gravitacije koji su" istaknuti "auroralnom aktivnošću - čini se da je i to hipoteza autora."
Mezosferne provrte mogu objasniti obrasce koji se vide u dinama, ali "pretpostavljam da su" dine "ustvari podskup mnogo šireg područja valova atmosferske gravitacije za koje se slučajno ističe aurorom", rekao je Miller za Live Science.
Koristeći zvijezde na fotografijama kao referentne točke, tim je uspio izračunati visinu dina koja će biti visoka oko 100 km, što je tipično za aurore. Ali ovo slabo proučeno područje atmosfere je previsoko da bi se moglo mjeriti sa radarima i balonima, a prenisko da bi moglo poslati svemirske brodove, a da se oni ne zapale. Tako je ponekad nazivaju "nevrosferom", rekao je Palmroth.
"Ovo je prvi put da se opažaju gravitacijski valovi", rekao je Palmroth. "Općenito, provrti su prilično rijetka pojava." Ali promatranje dina moglo bi otkriti više o bušotinama, rekao je Palmroth.
Na primjer, znanstvenici su otkrili da se dine pojavljuju u isto vrijeme i u istom području gdje se elektromagnetska energija iz svemira prebacuje u gornju atmosferu, a Palmroth sumnja da bi mogao biti povezan sa stvaranjem mezosfernih provrta inverzijskog sloja. "Želimo vidjeti je li to zaista istina", rekla je.
