Sinds noorderlichtjagers het bijzondere fenomeen Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (Steve) ontdekten, een mysterieus lint van paars licht aan de nachtelijke hemel, hebben wetenschappers zich afgevraagd of het misschien een geheime tweelingbroer heeft. Dankzij het scherpe oog van een fotograaf en gegevens van ESA's Swarm-satellieten hebben we die nu misschien gevonden.
Steve was een sensatie toen wetenschappers er een paar jaar geleden op stuitten, dankzij de arendsogen en uitstekende fotografie van de Alberta Aurora Chasers Facebookgroep. Maar door zijn mauve tint en vluchtige verschijning kon het geen kenmerk zijn van het noorderlicht, dat groene, blauwe en rode tinten heeft en urenlang kan duren. Wat zou het dan wel kunnen zijn? Gelukkig was ESA's trio Swarm-satellieten die het magnetische veld in de gaten houden perfect geplaatst om te helpen bij het onderzoek. Steve bleek een snel bewegende stroom van extreem heet gas te zijn, een zogenaamde subaurorale ionendrift. Of, om Steve voluit te noemen, een sterke thermische emissiesnelheidsversterking. Maar het mysterie was nog niet helemaal voorbij.
Steve verschijnt in de schemering (voor middernacht) wanneer de snel bewegende stroom van extreem hete gassen naar het westen beweegt. Maar bij zonsopgang (na middernacht) weten we ook dat er een vergelijkbare stroom naar het oosten beweegt. Als Steve een visueel effect is van de westwaartse stroom bij zonsondergang, moeten we dan niet iets soortgelijks verwachten met de oostwaartse stroom bij zonsopgang? Zou Steve misschien een lang verloren tweelingbroer hebben aan de kant van de dageraad? Een nieuwe studie van de Universiteit voor Elektro-Communicatie in Japan, het Zweedse Instituut voor Ruimtefysica, de Arctische Universiteit van Noorwegen en de fotograaf Gabriel Arne Hofstra uit Tromsø suggereert dat we hem misschien hebben gevonden. Het is opnieuw te danken aan onderzoekers en burgerwetenschappers die samenwerken.
Het team ontwikkelde een applicatie die beelden verzamelt van de nachtelijke dansen van het noorderlicht boven het Noorse noordpoolgebied van de all-sky digitale camera op het Ramfjordmoen onderzoeksstation. Toen Gabriel Arne Hofstra de gegevensarchieven doorkeek, stuitte hij op iets vreemds, iets Steve-achtigs, in een beeld van 28 december 2021. Hij zei: “Het was geweldig om te hebben bijgedragen aan nieuwe wetenschap en wetenschappers te helpen dit fenomeen te ontdekken. Voor mij bewijst het dat wij burgers kunnen bijdragen aan het begrijpen van de wereld waarin we leven door samen te werken met wetenschappers. “Als we meer ‘ogen aan de hemel’ hebben, kunnen we helpen de mysteries te ontrafelen. Ik hoop echt dat de recente grote geomagnetische storm en spectaculaire luchten meer mensen hebben aangemoedigd om geïnteresseerd te raken in ruimtefysica en bij te dragen aan ons wetenschappelijk begrip van onze wereld.” Maar er waren belangrijke verschillen met Steve. De 1000 km lange boog verscheen na middernacht, dus aan de kant van de dageraad, en bevond zich poolwaarts van het groene poollicht dat ook te zien was.
Foto: Nanjo, S., Hofstra, G.A., Shiokawa, K. et al.
Hoewel geen van ESA's trio Swarm-satellieten direct door de boog vloog op de exacte tijd en plaats die op de all-sky foto is waargenomen, waren twee van de elektrische veldinstrumenten van de satellieten in staat om de omstandigheden in het paarse gebied voor, tijdens en na de gebeurtenis te meten. De gegevens toonden de kenmerken van een oostwaartse ionenstroom in het paarse gebied. “Als wetenschapper was de samenwerking met een fotograaf om dit nieuwe fenomeen te ontdekken een fantastische ervaring,” zegt Sota Nanjo van de Universiteit voor Elektro-Communicatie. “Onze bevindingen openen niet alleen nieuwe wegen in de fysica van poollicht, maar onderstrepen ook het belang van voortdurende samenwerking tussen wetenschappers en fotografen. Dergelijke inspanningen zijn vooral cruciaal in de komende jaren, wanneer de zonneactiviteit haar hoogtepunt nadert en we buitengewone fenomenen kunnen tegenkomen.”
Hoewel digitale camera's niet wetenschappelijk worden gebruikt, geven ze wel een groot contrast tussen de kleuren van normaal poollicht en Steve-achtige visuele effecten. Tegenwoordig heeft bijna iedereen een digitale camera in de palm van zijn hand - dus toen een van de grootste geomagnetische stormen sinds mensenheugenis op vrijdag 10 mei 2024 door de atmosfeer van de aarde trok, werd het ook 's werelds meest gedocumenteerde noorderlichtgebeurtenis ooit. “Het is geweldig om weer een voorbeeld van succesvolle burgerwetenschap te zien,” zegt Swarm-missiemanager Anja Strømme. “De combinatie van miljoenen beelden die wereldwijd zijn genomen, samen met gegevens van de satellieten van ESA's heliofysisch observatorium, zoals Swarm, zal ons een nog beter begrip geven van hoe ruimteweer de atmosfeer van de aarde beïnvloedt.”
Bron: ESA
