Drie jaar geleden ontstond er een mysterieuze paarsachtige gloed in de Canadese lucht. De lichtshow was een volledig onbekend hemels fenomeen, dus kreeg het een naam die past bij zijn schoonheid en grootsheid: Steve.
Nu hebben wetenschappers eindelijk vastgesteld wat de oorzaak is van de gloeiende linten van roodachtig paars en groen van het fenomeen: magnetische golven, hete plasmawinden en elektronenregen in gebieden die ze normaal nooit zien.
Een korte geschiedenis van STEVE
Op 25 juli 2016 merkten waarnemers een vreemd type weergave van atmosferisch licht op dat de nachtelijke hemel op het noordelijk halfrond verlichtte. Ze realiseerden zich al snel dat dit geen gewone aurora was en gaven het een nieuwe naam, geïnspireerd door de film "Over the Hedge" (DreamWorks Animation, 2006); een groep bosdieren, voor het eerst verstoord door een heg, noemt het onbekende object "Steve". (Astronomen veranderden die naam later in STEVE, een acroniem voor sterke verbetering van de thermische emissiesnelheid.)
Uit een voorlopige analyse van STEVE bleek dat de optische effecten anders waren dan die van een aurora, maar wetenschappers konden niet zeggen wat er precies gebeurde.
Aurora's kunnen hun oorsprong traceren naar de zon, wanneer zonnevlekken wolken van protonen en elektronen uitspuwen die op zonnewinden naar de aarde versnellen. Zodra deze geladen deeltjes de planeet bereiken, trekt het magnetische veld ze naar de noord- en zuidpool. Terwijl de deeltjes de magnetosfeer verlaten en de bovenste atmosfeer van de planeet bombarderen, werken ze samen met elementen zoals zuurstof en stikstof om wervelende lichtlinten te genereren.
Maar de lichtshows van STEVE zijn anders dan die van een typische aurora. STEVE lijkt verder naar het zuiden en over meer bevolkte gebieden dan de meeste aurora's. En in tegenstelling tot een noorderlicht en zijn kenmerkende groenachtige wervelingen die horizontaal golven, produceert STEVE een torenhoge verticale paarsachtige of groene band, soms vergezeld van een kolom met korte staven die lijkt op een piketomheining, volgens de nieuwe studie.
"Helemaal onbekend"
In een eerdere studie die in 2018 werd gepubliceerd, ontdekten dezelfde onderzoekers dat STEVE zijn oorsprong vond in de ionosfeer, de zone die zich uitstrekt van ongeveer 50 tot 375 mijl (80 tot 600 kilometer) boven de grond, waar aurora vormen.
Maar hoewel STEVE verscheen tijdens dezelfde door zonne-energie aangedreven magnetische stormen die aurora's produceerden, was het grootste deel van het nieuwe verschijnende gloeiende uiterlijk niet het resultaat van geladen deeltjes die in de bovenste atmosfeer van de aarde sloeg. Die conclusie komt uit bewijsmateriaal dat door satellieten is verzameld tijdens een STEVE-evenement in 2008.
De nieuwe studie gebruikte die gegevens uit 2008, samen met satellietgegevens en grondwaarnemingen van twee andere STEVE-gebeurtenissen, om twee verschillende processen te identificeren die het lichtlint en de piketafrastering van STEVE vormgeven.
De verticale linten van STEVE worden niet verlicht door een regen van geladen deeltjes die in de atmosfeer vallen, maar door wrijving veroorzaakt door hete plasmastromen en krachtige magnetische golven op ongeveer 25.000 kilometer boven de aarde, aldus de studie. Warmte van deze stromen activeert deeltjes zodat ze paars licht genereren, een mechanisme dat vergelijkbaar is met de verlichting van gloeilampen.
Terwijl aurora gloeit wanneer elektronen en protonen in de atmosfeer van de aarde vallen, "de STEVE atmosferische gloed komt van verwarming zonder deeltjesneerslag", aldus co-auteur Bea Gallardo-Lacourt, een ruimtefysicus aan de Universiteit van Calgary in Canada, zei in een verklaring .
STEVE's groene piketomheining daarentegen vormt zich als aurora's: wanneer elektronen op de bovenste atmosfeer neerregenen. Dit gebeurt echter ver ten zuiden van de breedtegraden waar gewoonlijk aurora vormen, 'dus het is inderdaad uniek', zei Gallardo-Lacourt.
Dit onderscheidende pikethek verscheen tegelijkertijd in de lucht boven het noordelijk en zuidelijk halfrond, schreven de auteurs. Dit toont aan dat de energiebron die STEVE voedt, overvloedig genoeg is om gelijktijdige lichtshows in beide hemisferen te creëren, aldus de auteurs van het onderzoek.
Maar wetenschappers weten nog steeds niet waarom het fenomeen zoveel verder naar het zuiden lijkt dan aurora's, wat betekent dat STEVE een beetje van zijn mysterie behoudt.
De bevindingen werden op 16 april online gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters.
