Las personas que persiguen las auroras ayudan a descubrir una nueva característica de STEVE.

Tomada el 17 de julio de 2018, en el lago Little Kenosee, Saskatchewan, Canadá, esta foto muestra las diminutas rayas verdes debajo de STEVE. Neil Zeller, fotógrafo y coautor del artículo, comentó: “STEVE estuvo brillante y poderoso durante una hora completa esa noche”. Crédito: Copyright Neil Zeller.

En 2018, un nuevo descubrimiento similar a una aurora golpeó el mundo. De 2015 a 2016, los ciudadanos informaron 30 casos de una cinta púrpura en el cielo, con una estructura de valla de estacas verde debajo. Ahora llamado STEVE, o Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, este fenómeno aún es nuevo para los científicos que están trabajando para comprender todos sus detalles. Lo que sí saben es que STEVE no es una aurora normal, algunos piensan que tal vez no sea una aurora en absoluto, y un nuevo hallazgo sobre la formación de rayas dentro de la estructura acerca a los científicos un paso más hacia la resolución del misterio.

“A menudo, en física, construimos nuestro conocimiento y luego probamos los casos extremos o probamos los casos en un entorno diferente”, explica Elizabeth MacDonald, científica espacial del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “STEVE es diferente a la aurora habitual, pero está hecha de luz y es impulsada por el sistema auroral. Al encontrar estas pequeñas rayas, podemos estar aprendiendo algo fundamentalmente nuevo sobre cómo se puede producir la luz verde de las auroras “.

Estas “pequeñas rayas” son características extraordinariamente pequeñas en forma de puntos dentro de la valla verde de STEVE. En un nuevo artículo para AGU Advances, los investigadores compartieron sus últimos hallazgos sobre estos puntos. Sugieren que las rayas podrían ser puntos de luz en movimiento, alargados en las imágenes debido al desenfoque de las cámaras. La punta de la racha en una imagen se alineará con el final de la cola en la siguiente imagen, contribuyendo a esta especulación de los científicos. Sin embargo, todavía quedan muchas preguntas por responder: determinar si la luz verde es un punto o, de hecho, una línea es una pista adicional para ayudar a los científicos a descubrir qué causa la luz verde.

“Todavía no estoy completamente seguro de nada con respecto a este fenómeno”, dijo Joshua Semeter, profesor de la Universidad de Boston y primer autor del artículo. “Tiene otras secuencias en las que parece que hay una estructura en forma de tubo que persiste de una imagen a otra y no parece ajustarse a una fuente puntual en movimiento, por lo que todavía no estamos muy seguros de eso”.

Dos ángulos diferentes de rayas verdes distintivas debajo de un evento de STEVE el 31 de agosto de 2016, cerca de Carstairs, Alberta, Canadá. La investigación reciente sobre la formación de estas rayas está permitiendo a los científicos aprender más sobre este fenómeno parecido a una aurora.
Créditos: Copyright Neil Zeller.

STEVE en su conjunto es algo en lo que los científicos todavía están trabajando para etiquetar. Los científicos tienden a clasificar las características ópticas del cielo en dos categorías: resplandor de aire y aurora. Cuando el resplandor del aire ocurre por la noche, los átomos en la atmósfera se recombinan y liberan parte de su energía almacenada en forma de luz, creando franjas brillantes de color. Al estudiar los patrones del resplandor del aire, los científicos pueden aprender más sobre esa área de la atmósfera, la ionosfera. Para ser clasificada como una aurora, por otro lado, esa liberación de luz debe ser causada por un bombardeo de electrones. Estas características se forman de manera diferente, pero también se ven diferentes: el resplandor del aire puede ocurrir en la Tierra, mientras que las auroras se forman en un anillo amplio alrededor de los polos magnéticos de la Tierra.

“STEVE en general parece no ajustarse bien a ninguna de esas categorías”, dijo Semeter. “Las emisiones provienen de mecanismos que aún no comprendemos completamente”.

Las emisiones púrpuras de STEVE son probablemente el resultado de iones que se mueven a una velocidad supersónica. Las emisiones verdes parecen estar relacionadas con los remolinos, como los que se pueden ver formarse en un río, moviéndose más lentamente que el resto del agua a su alrededor. Las características verdes también se mueven más lentamente que las estructuras en las emisiones púrpuras, y los científicos especulan que podrían ser causadas por turbulencias en las partículas espaciales, una mezcla de partículas cargadas y campo magnético, llamado plasma, en estas altitudes.

“Sabemos que ocurre este tipo de turbulencia. Hay personas que basan toda su carrera en el estudio de las turbulencias en el plasma ionosférico formado por flujos muy rápidos ”. Dijo Semeter. “La evidencia generalmente proviene de mediciones de radar. Nunca tenemos una firma óptica “. Semeter sugiere que cuando se trata de la aparición de STEVE, los flujos en estos casos son tan extremos que podemos verlos en la atmósfera.

“Este papel es la punta del iceberg en esta nueva área de estos diminutos pedazos de la valla. Algo que hacemos en física es tratar de socavar para aumentar nuestra comprensión ”, dijo MacDonald. “Este documento establece el rango de altitud y algunas de las técnicas que podemos usar para identificar estas características, luego se pueden resolver mejor en otras observaciones”.

Para establecer el rango de altitud e identificar estas características, los científicos utilizaron ampliamente fotos y videos capturados por científicos independientes.

“Los científicos independientes son los que llamaron la atención de los científicos sobre el fenómeno STEVE. Sus fotos suelen tener un lapso de tiempo más largo que nuestras observaciones científicas tradicionales ”, dijo MacDonald. “Los científicos independientes no se involucran en los patrones en los que se involucran los científicos. Hacen las cosas de manera diferente. Son libres de mover la cámara y tomar la exposición que quieran “. Sin embargo, para hacer este nuevo descubrimiento de los puntos dentro de STEVE, los fotógrafos tomaron fotografías de exposición más corta para capturar este movimiento.

Para obtener esas fotografías, los ciudadanos pasan horas en el frío helado, a altas horas de la noche, esperando que aparezca una aurora, o con suerte STEVE. Si bien los datos pueden indicar si aparecerá una aurora, los indicadores de STEVE aún no se han identificado. Sin embargo, los cazadores de auroras aparecen y toman fotografías de todos modos.

Neil Zeller, fotógrafo y coautor del artículo, dice que originalmente no planeaba ser un científico independiente. “Fue solo por la belleza”, explicó Zeller. Zeller ha estado involucrado en el descubrimiento de STEVE desde el principio. Mostró una foto que tomó de STEVE para MacDonald hace años, lo que provocó la primera investigación sobre el fenómeno. Ahora es coautor de este artículo.

“Es un honor, realmente lo es”, dijo Zeller sobre su contribución a esta investigación. “Tiendo a dar un paso atrás de los científicos que hacen el trabajo. Estoy ahí por la belleza y para capturar estos fenómenos en el cielo “.

Este documento también hizo uso de otra valiosa contribución de un científico independiente: una base de datos voluntaria de observaciones de STEVE. Michael Hunnekuhl, otro autor del artículo, mantiene esta base de datos y ha contribuido a los hallazgos de STEVE en el pasado. Hunnekuhl notó las rayas en las fotografías independientemente de los científicos en el papel, y su registro detallado y técnicas de triangulación fueron fundamentales en esta investigación.

Zeller y otros científicos ciudadanos planean seguir tomando y examinando esas fotografías, capturando la belleza de la atmósfera de la Tierra, y MacDonald, Semeter y otros científicos seguirán estudiándolas, descubriendo más sobre este nuevo fenómeno.