Dziwne niebieskie i różowe zorze polarne widziane w Japonii podważają naszą wiedzę o ich pochodzeniu

Wyraźne struktury podłużne i wysokość, na której wystąpiły zorze polarne, sugerują, że za tym zjawiskiem kryje się nieznany mechanizm.

11 maja 2024 roku w Japonii doszło do rzadkiego zjawiska niebieskiego, kiedy zorze polarne łososiowe odcienie różu i błękitu rozświetliła niebo Honsiu i Hokkaido. W przeciwieństwie do typowych czerwonych zórz polarnych spowodowanych emisją tlenu, te żywe pokazy powstały w wyniku potężnej burzy magnetycznej i ujawniły nowe, intrygujące szczegóły dotyczące powstawania zorzy polarnej.

Naukowcy pod kierownictwem Soty Nanjo ze Szwedzkiego Instytutu Fizyki Kosmicznej i profesora Kazuo Shiokawy z Instytutu Badań nad Środowiskiem Kosmosu i Ziemi na Uniwersytecie w Nagoya wykorzystali kombinację amatorskich zdjęć, filmów ze smartfonów i pomiarów naukowych, aby zbadać to zdarzenie. Ich odkrycia, opublikowane 5 grudnia w czasopiśmie Earth, Planets and Space, podkreślają przełomowe obserwacje na temat: zorze polarne z przewagą koloru niebieskiego.

Zaprezentowano niebieską zorzę polarną, która wydawała się niezwykle wysoka i ciągnęła się na długości około 1200 km wyraźne struktury podłużne zrównane z liniami pola magnetycznego Ziemi. To ustawienie, zaobserwowane po raz pierwszy w przypadku zórz niebieskich na niskich szerokościach geograficznych, podważa tradycyjne modele powstawania zorzy polarnej. Naukowcy zauważyli również, że wysokość zórz polarnych wahała się od 400 do 900 km, a światło słoneczne nie było w stanie dotrzeć do obserwowanych niższych poziomów, co sugeruje, że istnienie nieznanego mechanizmu.

Obecne teorie przypisują zorze na niskich szerokościach geograficznych neutralnym atomom energetycznym (ENA) wytwarzanym w ziemskim prądzie pierścieniowym. Jednakże to wyjaśnienie nie jest wystarczające, aby wyjaśnić wzorce strukturalne i wyrównanie zaobserwowane w tym przypadku. Kolejna hipoteza, obejmująca jony molekularne azotu oświetlane światłem słonecznym, również okazały się niewystarczające ze względu na ograniczenia wysokościowe.

Odkrycia zespołu sugerują, że molekularne jony azotu zostały prawdopodobnie przyspieszone w górę przez a niezidentyfikowany procestworząc dominujące niebieskie zorze. To odkrycie rodzi pytania, w jaki sposób jony te, przy ich dużej masie cząsteczkowej i krótkiej żywotności, mogą istnieć na tak dużych wysokościach, wyjaśnia.

Profesor Shiokawa podkreślił znaczenie tych odkryć, stwierdzając, że zrozumienie tego procesu może mieć konsekwencje dla badania burz geomagnetycznychśrodowiska promieniowania kosmicznego i ogólnie dynamika magnetosfery.

Przyszłe obserwacje podobnych zdarzeń zorzowych mogą dostarczyć cennych informacji na temat mechanizmów leżących u podstaw aktywności jonów azotu na dużych wysokościach. Badania te mogą ostatecznie zmienić nasze rozumienie nauki o zorzy polarnej i złożonych interakcjach zachodzących w górnych warstwach atmosfery Ziemi.