O fenômeno celestial conhecido como STEVE é provavelmente causado por uma combinação de aquecimento de partículas carregadas na atmosfera e elétrons energéticos como aqueles que alimentam a aurora, de acordo com novas pesquisas. Em um novo estudo, os cientistas encontraram a região de origem de STEVE no espaço e identificaram dois mecanismos que a causam.

Ano passado, as obscuras luzes atmosféricas se tornaram uma sensação na internet. Auroras típicas, as luzes do norte e do sul, são geralmente vistos como fitas verdes giratórias se espalhando pelo céu. Mas STEVE é uma fita fina de luz rosa-avermelhada ou malva que se estende de leste a oeste, mais ao sul do que onde normalmente aparecem as auroras. Ainda mais estranho, Às vezes, STEVE é acompanhado por colunas verdes de luz verticais, apelidadas de "cerca de estacas".

Auroras são produzidas por átomos de oxigênio e nitrogênio brilhantes na atmosfera superior da Terra, excitado por partículas carregadas fluindo do ambiente magnético próximo à Terra, chamado magnetosfera. Os cientistas não sabiam se STEVE era uma espécie de aurora, mas um estudo de 2018 descobriu que seu brilho não se deve a partículas carregadas que caem na atmosfera superior da Terra.

Os autores do estudo de 2018 apelidaram STEVE de uma espécie de "brilho do céu" que é distinto da aurora, mas não tinham certeza do que exatamente estava causando isso. Para complicar a situação, está o fato de que STEVE pode aparecer durante tempestades magnéticas induzidas pelo sol ao redor da Terra, que alimentam as luzes aurorais mais brilhantes.

Autores de um novo estudo publicado no jornal da AGU Cartas de pesquisa geofísica analisou dados de satélite e imagens terrestres de eventos STEVE e concluiu que o arco avermelhado e a cerca de piquete verde são dois fenômenos distintos decorrentes de processos diferentes. A cerca de estacas é causada por um mecanismo semelhante às auroras típicas, mas as listras lilases de STEVE são causadas pelo aquecimento de partículas carregadas mais acima na atmosfera, semelhante ao que faz com que as lâmpadas acendam.

"Aurora é definida pela precipitação de partículas, elétrons e prótons realmente caindo em nossa atmosfera, enquanto o brilho atmosférico STEVE vem do aquecimento sem precipitação de partículas, "disse Bea Gallardo-Lacourt, um físico espacial da Universidade de Calgary e co-autor do novo estudo. "Os elétrons precipitantes que causam a cerca de piquete verde são, portanto, aurora, embora isso ocorra fora da zona auroral, então é realmente único. "

As imagens de STEVE são lindas por si mesmas, mas também fornecem uma maneira visível de estudar o invisível, partícula carregada complexa flui na magnetosfera da Terra, de acordo com os autores do estudo. Os novos resultados ajudam os cientistas a entender melhor como os fluxos de partículas se desenvolvem na ionosfera, que é um objetivo importante porque tais distúrbios podem interferir nas comunicações de rádio e afetar os sinais de GPS.

De onde veio o STEVE?

No novo estudo, pesquisadores queriam descobrir o que alimenta STEVE e se ocorre nos hemisférios norte e sul ao mesmo tempo. Eles analisaram dados de vários satélites passando por cima durante os eventos STEVE em abril de 2008 e maio de 2016 para medir os campos elétricos e magnéticos na magnetosfera da Terra na época.

Os pesquisadores então juntaram os dados de satélite com fotos de STEVE tiradas por fotógrafos amadores de auroras para descobrir o que causa o brilho incomum. Eles descobriram que durante STEVE, um "rio" fluindo de partículas carregadas na colisão da ionosfera da Terra, criando atrito que aquece as partículas e faz com que emitam luz lilás. As lâmpadas incandescentes funcionam da mesma maneira, onde a eletricidade aquece um filamento de tungstênio até que esteja quente o suficiente para brilhar.

Interessantemente, o estudo descobriu que a cerca de piquete é alimentada por elétrons energéticos fluindo do espaço milhares de quilômetros acima da Terra. Embora semelhante ao processo que cria auroras típicas, esses elétrons impactam a atmosfera bem ao sul das latitudes aurorais usuais. Os dados de satélite mostraram que ondas de alta frequência se movendo da magnetosfera terrestre para sua ionosfera podem energizar elétrons e expulsá-los da magnetosfera para criar a exibição de cerca de estacas listradas.

Os pesquisadores também descobriram que a cerca de estacas ocorre em ambos os hemisférios ao mesmo tempo, apoiando a conclusão de que sua fonte está alta o suficiente acima da Terra para alimentar ambos os hemisférios simultaneamente.

O envolvimento do público tem sido crucial para a pesquisa da STEVE, fornecendo imagens terrestres e dados precisos de tempo e localização, de acordo com Toshi Nishimura, um físico espacial da Universidade de Boston e principal autor do novo estudo.

"À medida que as câmeras comerciais se tornam mais sensíveis e o entusiasmo com a aurora se espalha pelas redes sociais, cientistas cidadãos podem atuar como uma 'rede de sensores móveis, 'e somos gratos a eles por nos fornecerem dados para analisar, "Nishimura disse.