Феномен СТИВ и SAR-дуги: Когда в небе нет классического северного сияния

Вплоть до 2016 года канадские ночные фотографы часто фиксировали загадочную пурпурную ленту в небе, расположенную гораздо южнее классического аврорального овала. Они ласково называли ее «Стив». Сегодня это явление официально признано научным сообществом, и его название превратилось в аббревиатуру Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (STEVE). Но с физической точки зрения СТИВ не является северным сиянием.

Спектральные различия между Авророй и СТИВом

Северное сияние вызывается высыпанием заряженных частиц (электронов), которые сталкиваются с атомами нашей атмосферы на определенных высотах, создавая дискретные линии излучения (чистые, четкие цвета, такие как зеленый и красный). СТИВ, напротив, проявляется в виде розовато-лиловой или беловатой дуги, и спектроскопический анализ показал, что его свет не имеет дискретных линий излучения, а представляет собой непрерывный спектр, подобный спектру лампы накаливания.

SAID: Плазменная река на скорости 20 000 км/ч

Исследования, проведенные группировкой спутников Swarm Европейского космического агентства (ЕКА), раскрыли природу СТИВа. Это визуальное явление, связанное с SAID (Субавроральным дрейфом ионов): сверхзвуковым потоком заряженных частиц, перемещающимся со скоростью более 6 км/с (около 21 000 км/ч) в верхних слоях атмосферы Земли. Это колоссальное трение нагревает локальные частицы до температур, близких к 3000°C, заставляя их светиться из-за теплового накаливания, а не электронного возбуждения.

«СТИВ представляет собой неожиданную и до сих пор непонятную связь между глобальным магнитным полем Земли и процессами ионосферного нагрева в средних широтах».

SAR-дуги (Stable Auroral Red arcs)

СТИВ часто сопровождается зелеными структурами, похожими на забор («Picket Fence»), и ему предшествует SAR-дуга — слабая субавроральная красная дуга, невидимая невооруженным глазом, но улавливаемая датчиками камер. SAR-дуги образуются, когда тепловая энергия от системы кольцевых токов Земли рассеивается в ионосфере.

Ссылки и публикации

• Geophysical Research Letters (AGU): "New science in plain sight: Recognizing the aurora-like feature STEVE".
• Миссия ЕКА Swarm: Официальные данные Европейского космического агентства о субавроральных ионосферных потоках.