De minces rubans de lumière violette et blanche qui apparaissent parfois dans le ciel nocturne ont été surnommés un nouveau type d'aurore lorsqu'ils ont été portés à l'attention des scientifiques en 2016. Mais de nouvelles recherches suggèrent que ces mystérieux flux de lumière ne sont pas du tout une aurore mais un tout nouveau céleste. phénomène.

Les photographes amateurs avaient capturé le nouveau phénomène, appelé STEVE, au cinéma depuis des décennies. Mais la communauté scientifique n'a eu vent de STEVE qu'en 2016. Lorsque les scientifiques ont regardé pour la première fois des images de STEVE, ils ont réalisé que les lumières étaient légèrement différentes de la lumière des aurores typiques, mais n'étaient pas sûrs du mécanisme sous-jacent qui les provoquait.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont analysé un événement STEVE en mars 2008 pour voir s'il était produit de la même manière que l'aurore, ce qui se produit lorsque des averses de pluie chargée tombent dans la haute atmosphère terrestre. Les résultats de l'étude suggèrent que STEVE est produit par un processus atmosphérique différent de celui de l'aurore, ce qui en fait un tout nouveau type de phénomène optique.

"Notre principale conclusion est que STEVE n'est pas une aurore, " dit Béa Gallardo-Lacourt, un physicien de l'espace à l'Université de Calgary au Canada et auteur principal de la nouvelle étude en Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union. "Alors maintenant, nous en savons très peu. Et c'est la chose cool, car cela est connu des photographes depuis des décennies. Mais pour les scientifiques, c'est complètement inconnu."

Les auteurs de l'étude ont surnommé STEVE une sorte de "skyglow, " ou la lumière rougeoyante dans le ciel nocturne, qui est distinct de l'aurore.

Étudier STEVE peut aider les scientifiques à mieux comprendre la haute atmosphère et les processus générateurs de lumière dans le ciel, selon les auteurs.

"C'est vraiment intéressant parce que nous ne l'avons pas compris et quand vous avez un nouveau problème, c'est toujours excitant, " a déclaré Joe Borovsky, un physicien de l'espace au Space Science Institute de Los Alamos, Nouveau-Mexique qui n'était pas connecté à la nouvelle étude. "C'est comme si tu pensais tout savoir et il s'avère que non."

Un spectacle de lumière différent

Les aurores sont produites lorsque les électrons et les protons de la magnétosphère terrestre, la région autour de la Terre dominée par son champ magnétique, pleuvoir dans l'ionosphère, une région de particules chargées dans la haute atmosphère. Lorsque ces électrons et protons deviennent excités, ils émettent une lumière de couleurs variables, le plus souvent vert, rouge et bleu.

Un groupe de photographes d'aurores amateurs a attiré l'attention des scientifiques sur STEVE en 2016. Un terrain de Facebook appelé Alberta Aurora Chasers avait parfois remarqué lumineux, de minces filets de lumière blanche et violette courant d'est en ouest dans le ciel nocturne canadien lorsqu'ils ont photographié l'aurore.

Les aurores sont visibles chaque nuit si les conditions d'observation sont bonnes, mais les minces rubans lumineux de STEVE n'étaient visibles que quelques fois par an. La lumière de STEVE apparaissait également plus près de l'équateur que l'aurore, qui ne peut être vu qu'aux hautes latitudes.

Les photographes ont d'abord pensé que les rubans lumineux étaient créés par des protons excités, mais les protons ne peuvent être photographiés qu'avec un équipement spécial. La lumière produite par les protons tombe en dehors de la plage de longueurs d'onde captée par les caméras normales.

Les chasseurs d'aurores ont surnommé les occurrences de ruban lumineux "Steve, " une référence au film Over the Hedge de 2006. Lorsque les chercheurs ont présenté des données sur les lumières inhabituelles lors d'une conférence scientifique en 2016, un collègue physicien de l'espace a proposé de convertir le nom dans le backronym STEVE, qui signifie Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, et les chercheurs l'ont adopté.

D'où vient STEVE ?

Les scientifiques ont ensuite commencé à utiliser des données de satellites et des images d'observatoires au sol pour essayer de comprendre la cause des traînées lumineuses inhabituelles. La première étude scientifique publiée sur STEVE a trouvé un flux d'ions rapides et d'électrons super chauds traversant l'ionosphère là où STEVE a été observé. Les chercheurs soupçonnaient que ces particules étaient liées à STEVE d'une manière ou d'une autre, mais ne savaient pas si elles étaient responsables de sa production.

Après cette première étude, dont Gallardo-Lacourt était co-auteur, les chercheurs ont voulu savoir si la lumière de STEVE est produite par des particules pleuvant dans l'ionosphère, comme c'est généralement le cas avec l'aurore, ou par un autre procédé. Dans la nouvelle étude, Gallardo-Lacourt et ses collègues ont analysé un événement STEVE qui s'est produit dans l'est du Canada le 28 mars, 2008, en utilisant des images de caméras au sol qui enregistrent des aurores au-dessus de l'Amérique du Nord.

Ils ont couplé les images avec les données du satellite environnemental en orbite polaire 17 de la NOAA (POES-17), qui est passé directement au-dessus des caméras au sol lors de l'événement STEVE. Le satellite est équipé d'un instrument capable de mesurer les particules chargées précipitant dans l'ionosphère.

Les résultats de l'étude suggèrent que STEVE est un phénomène entièrement nouveau distinct des aurores typiques. Le satellite POES-17 n'a détecté aucune particule chargée pleuvant vers l'ionosphère pendant l'événement STEVE, ce qui signifie qu'il est probablement produit par un mécanisme entièrement différent, selon les auteurs.

Les chercheurs ont déclaré que STEVE est un nouveau type de phénomène optique qu'ils appellent "skyglow". Leur prochaine étape consiste à voir si les flux d'ions rapides et d'électrons chauds dans l'ionosphère créent la lumière de STEVE, ou si la lumière est produite plus haut dans l'atmosphère.