Des chercheurs viennent de publier une théorie de ce qui alimente le phénomène céleste connu sous le nom de STEVE, la lueur des observateurs amateurs du ciel ressemblant à des aurores a attiré l'attention des scientifiques en 2016.

Les aurores boréales et méridionales, ou aurore, apparaissent généralement sous la forme de rubans de lumière verte tourbillonnante se propageant dans le ciel nocturne près des pôles. Mais STEVE est un fin ruban de lumière mauve ou blanche qui s'étend d'est en ouest, plus près de l'équateur que là où les aurores apparaissent habituellement et à des altitudes beaucoup plus élevées.

Les scientifiques ont d'abord pensé que STEVE était un nouveau type d'aurore, mais des recherches antérieures montrent que sa lumière n'est pas produite de la même manière. Les chercheurs ne savent toujours pas ce qui génère la lumière de STEVE, mais un groupe de physiciens de l'espace soupçonne maintenant que STEVE s'allume lorsque des rivières de plasma à débit rapide déclenchent certaines réactions chimiques dans l'atmosphère.

La théorie n'est pas testée, mais si cela s'avère correct, cela signifierait qu'il existe un nouveau mécanisme pour générer des lumières incandescentes dans la haute atmosphère terrestre, selon les chercheurs.

"C'est juste excitant pour moi de trouver quelque chose où, vous pourriez poser une question très simple à ce sujet, Comme, "Qu'est-ce que c'est?" Et il s'avère que la réponse à cette question est très nuancée et passionnante et peut indiquer une nouvelle physique, " a déclaré Brian Harding, un physicien de l'espace à l'Université de Californie à Berkeley et auteur principal d'une nouvelle étude décrivant la théorie dans le journal de l'AGU Lettres de recherche géophysique .

Un autre type de lumière

Le champ magnétique terrestre crée un cocon autour de la planète appelé magnétosphère. Lorsque des particules chargées provenant du soleil perturbent la magnétosphère terrestre, certaines particules de la magnétosphère, principalement des protons et des électrons nus, pleuvent dans la haute atmosphère. Ces particules chargées excitent l'oxygène et l'azote gazeux dans l'atmosphère, qui produit une lumière de couleurs variées.

Lorsque les scientifiques ont commencé à étudier STEVE, ils pensaient que c'était une sorte d'aurore. Mais une étude de 2018 a révélé que sa lueur n'est pas due à des particules chargées qui pleuvent dans la haute atmosphère de la Terre, et les chercheurs se demandent depuis ce qui cause STEVE.

La première étude scientifique publiée sur STEVE a trouvé un flux de plasma en mouvement rapide - un gaz chaud de particules chargées et d'électrons - traversant l'atmosphère là où les événements STEVE se sont produits. Les chercheurs soupçonnaient que ces particules étaient liées à STEVE mais ne savaient pas si elles en étaient la cause. Ces flux de plasma ultra-rapides traversent la haute atmosphère lorsque la magnétosphère est perturbée, à peu près la vitesse qu'il faut pour orbiter autour de la Terre, et STEVE ne se produit que pendant les débits les plus rapides.

Harding et ses collègues soupçonnent que les fleuves de plasma les plus rapides rompent les liaisons chimiques dans la haute atmosphère, déclencher des réactions qui produisent de la lumière. Dans la nouvelle étude, Harding et ses collègues ont conçu une théorie pour expliquer comment ce processus pouvait produire la bande de lumière caractéristique de STEVE et ont testé leur idée avec une simple simulation pour voir si la chimie fonctionnait.

L'atmosphère terrestre est principalement constituée d'azote et d'oxygène :des paires d'atomes d'azote et d'oxygène liés ensemble (N 2 et ô 2 ). Mais dans la haute atmosphère où se trouve STEVE, les molécules d'oxygène se désagrègent plus facilement, et des atomes simples d'oxygène sont souvent trouvés (O).

Harding et son équipe proposent que lorsque les flux de plasma sont assez chauds et rapides, ils peuvent séparer les molécules d'azote (N 2 ), qui se combinent ensuite avec des atomes d'oxygène simples pour former de l'oxyde nitrique (NO). L'oxyde nitrique saisit alors un autre atome d'oxygène libre pour créer du dioxyde d'azote (NO 2 ), une réaction qui produit également de la lumière. Les chercheurs soupçonnent que la lueur de STEVE est la lumière de cette réaction chimique, ce qui est logique car STEVE se trouve là où ces flux de plasma se produisent.

Les chercheurs ont testé leur théorie avec une simulation simple et ont trouvé que l'idée est viable - en théorie, la chimie peut expliquer le comportement de STEVE. L'idée n'a pas encore été testée dans l'atmosphère, mais Harding trouve que c'est une perspective intrigante.

"Ce serait plus excitant si c'était faux, alors nous sommes de retour à la case départ, et la nature nous avait encore confondus, " il a dit.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.