Широкое распространение цифровой фотографии позволило некоторым любителям случайно зафиксировать довольно частое, но таинственное явление: в небе высоких широт, во время наблюдений полярного сияния может возникать отдельная светлая, бледно-фиолетовая полоса, выделяющаяся на зеленом полыхающем фоне сияния. Так проявляет себя широкая, достигающая длины в десятки километров полоса раскаленных частиц, нагретых неизвестным механизмом на высоте более 400 километров. Явление получило название STEVE (Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, «Сильное температурное излучение и ускорение»). Уже несколько лет ученые пытаются объяснить этот странный феномен и поначалу сочли его особым видом полярного сияния.
Напомним, оно возникает при взаимодействии потока заряженных частиц, выброшенных Солнцем, с частицами в верхних слоях атмосферы, в окрестностях полюса, куда их направляют силовые линии магнитного поля планеты. Свечение создается электронами, которые столкновение частиц перевело на более высокий энергетический уровень. Возвращаясь «в норму», они испускают излучение в районе зеленой области видимого спектра. И первые исследования STEVE действительно показали, что полоса света связана с потоками быстрых ионов и возбужденных электронов, которые могут сопровождать полярные сияния.
С другой стороны, температура частиц в STEVE демонстрирует нехарактерные для полярных сияний скачки, да и скорости движения ионов в них намного выше, чем у обычных сияний. А в новой работе канадских ученых, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, связь STEVE с полярными сияниями окончательно опровергается. «Так что теперь мы знаем о нем еще меньше, — добавляет Бе Галлардо-Лакур (Bea Gallardo-Lacourt), один из авторов исследования. — Это интересно, ведь фотографам это явление знакомо уже не одно десятилетие. Но для ученых оно совершенно неизвестно».
На зеленом фоне полярного сияния видна яркая полоса STEVE. Снимок сделан на севере Канады в апреле 2018 г. / ©Ryan Sault
Исследователи использовали американский метеоспутник NOAA POES-17, ведущий мониторинг приполярных областей планеты. По счастливому совпадению в 2008 году, когда состоялось одно из задокументированных наблюдений STEVE, он как раз проходил над ним. Параллельно явление снимали наземные автоматические камеры системы THEMIS, которые используют для сбора данных о полярных сияниях над Северной Америкой.
Работа показала, что возникновение STEVE не сопровождается массовым движением частиц через ионосферу, а значит, он с полярными сияниями не связан. Авторы предполагают, что здесь мы имеем дело с совершенно отдельным, новым явлением, природу которого еще предстоит определить.
