Wissenschaftler haben eine Theorie aufgestellt, die die Entstehung von Steves erklärt - ähnlich den Aurora-Phänomenen der lila Farbe. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass es notwendig ist, Steves und das oft begleitende grüne Leuchten als separate Phänomene zu betrachten. Die ersteren sind mit der Erwärmung von Partikeln verbunden, die sich in der Atmosphäre bewegen, und sind gewöhnlichen Auroren überhaupt nicht ähnlich, und die letzteren haben, obwohl sie an uncharakteristischen Orten auftreten, viel mit Standardphänomenen gemeinsam, schreiben die Forscher in der Zeitschrift Geophysical Research Letters.
Auroren entstehen durch die Wechselwirkungen von Partikeln, die vom Erdmagnetfeld eingefangen werden, mit Luftmolekülen in der oberen Atmosphäre. Typischerweise wird Aurora durch Elektronen im Sonnenwind verursacht, die Atome und Moleküle wie Sauerstoff und Stickstoff anregen. Auroren stehen in direktem Zusammenhang mit dem Magnetfeld des Planeten, sodass sie normalerweise nur in der Nähe der Magnetpole auftreten.
Neben den auf der Nordhalbkugel üblichen Auroren gibt es auch lila Lichtbänder, die etwa 20 bis 30 Kilometer breit und bis zu Tausenden von Kilometern lang sind. Sie wurden als Steves bekannt (STEVE, Strong Thermal Emission Velocity Enhancement - eine starke Geschwindigkeitssteigerung durch Wärmestrahlung). Sie sind Amateur-Astrofotografen seit mindestens mehreren Jahrzehnten bekannt, aber die erste wissenschaftliche Arbeit zu diesem Thema wurde erst 2018 veröffentlicht. Steves sehen nicht nur in der Farbe, sondern auch an der Stelle des Aussehens wie normale Auroren aus, da sie weiter vom Pol entfernt beobachtet wurden. Außerdem werden Steves manchmal von einem ungewöhnlichen abwechselnden grünen Schimmer begleitet, der an einen Zaun erinnert.
Wissenschaftler haben bereits versucht, den Mechanismus der Bildung von Steves herauszufinden, konnten ihn aber nicht endgültig herausfinden. Um dieser Frage ein Ende zu setzen, sammelte ein Forscherteam unter der Leitung von Yukitoshi Nishimura von der Boston University Daten zu drei Fällen der Beobachtung von Steves. Die Autoren verwendeten Daten von bodengestützten Instrumenten, die die Magnetosphäre der Satelliten THEMIS und Swarm untersuchten, sowie vom meteorologischen DMSP-Apparat, der es ermöglichte, Informationen über elektrische Ströme, Magnetfelder und Energiespektren von Partikeln in unmittelbarer Nähe des Ursprungsgebiets von Steves zu erhalten.
Im Gegensatz zu früheren Studien analysierten die Autoren der neuen Arbeit erstmals Daten von Satelliten in hohen Umlaufbahnen. Infolgedessen kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die Steves und der grüne Zaun zwei getrennte Phänomene darstellen, die durch unterschiedliche Prozesse erzeugt werden. Wissenschaftler konnten die in früheren Arbeiten zum Ausdruck gebrachte Idee über die Verbindung von Steves mit subauroraler Ionendrift bestätigen. Dieser Begriff wird als enge Ströme schnell geladener Teilchen in der Ionosphäre der Erde bezeichnet, die sich in dem Bereich neben dem Äquator zum Auroraloval bewegen, wo die Öffnung der Erdmagnetfeldlinien verläuft. Steves sind eigentlich das Leuchten von elektrisch erhitzten Partikeln, das heißt, sie ähneln in gewissem Sinne dem Licht der Filamente gewöhnlicher Glühlampen.
Der "grüne Zaun" war mit dem Ausfallen von Elektronen aus einer Höhe von mehreren tausend Kilometern in die Atmosphäre verbunden, was durch gleichzeitige Beobachtung dieses Phänomens in der Nähe beider Pole bestätigt wird.
"Die Aurora wird durch den Niederschlag von Elektronen und Protonen in der Atmosphäre bestimmt, während das Leuchten der Steves das Ergebnis einer Erwärmung ohne den Niederschlag von Partikeln ist", sagt Co-Autorin Beatriz Gallardo-Lacourt von der Universität Calgary. "Der Grüne Zaun wird durch den Niederschlag von Elektronen erzeugt und ist somit eine Art Aurora, obwohl er außerhalb der Aurorazone auftritt, was ihn einzigartig macht."
Wissenschaftler wissen immer noch nicht viel über nicht nur einfache Dinge, sondern auch über Auroren. Insbesondere gab es erst in jüngster Zeit Klarheit über die Natur der pulsierenden Auroren. Außerdem führte die NASA diesen Monat ein außergewöhnlich schönes Experiment durch, bei dem Barium und Strontium in die Aurora gegossen wurden. Auroren werden auch auf anderen Planeten beobachtet: Insbesondere die MAVEN-Sonde hat sie auf dem Mars aufgezeichnet.
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Timur Keshelava
