2018年10月5日,明娜Palmroth发表Revontulibongarin赞助方这本指南可以帮助任何人在芬兰的天空中发现和识别极光。这本书很详尽,介绍了30种不同的极光,照片是由当地Facebook上一个极地大气现象爱好者小组的成员拍摄的。10月7日,就在指南发布两天后,Facebook小组向帕尔姆罗斯发送了最新消息:他们非常确定自己发现了一种全新的极光。

赫尔辛基大学的计算空间物理学家Palmroth说:“这是一个有趣的时机,但也是一个令人难以置信的巧合。”事实证明,这个小组是对的。新的极光,绰号“沙丘”,在杂志上的一篇新论文中被描述AGU的进步

这一切都始于五年前,当时帕姆罗斯收到了一条加入Facebook群组的信息Revontulikyttaajat,或极光潜行者。她说:“他们给我发来了非常礼貌的邀请。“你能加入我们的小组,回答我们关于极光的问题吗?”Palmroth义务。几年后,她注意到同样类型的问题出现了,关于何时何地发现某些极光。帕尔姆罗斯列出了科学界已知的所有不同类型的极光,并向这个小组提出了一个挑战:拍摄他们看到的每一种极光。这些图像开始堆积起来,分辨率比科学家传统拍摄的照片高得多,帕尔姆罗斯将它们汇编进了书中。她把它想象成非科学家的观鸟指南,都是为了在夜空中发现发光的波浪(最常见但不全是绿色)。

帕姆罗斯说:“极光就像指纹一样。”他补充说,每一种极光的形式、方向和运动都让科学家能够识别它们。这些光是由太阳风或从太阳流出的带电粒子变出的。当它们与地球磁场和上层大气碰撞时,就会产生色彩绚丽的光。

芬兰汉卡萨尔米(Hankasalmi)的全景相机捕捉到的极光沙丘用白色箭头表示。
芬兰汉卡萨尔米(Hankasalmi)的全景相机捕捉到的极光沙丘用白色箭头表示。AGU Advances/Palmroth等。

她说:“如果你在天空中看到一种特定的形式,你就可以推断出更远的太空中正在发生什么。”Facebook群组中的大多数极光快照都很容易分类,除了一个奇怪的、反复出现的形式,它看起来是绿色的、均匀的波浪图案。大多数极光看起来像一道划过天空的明亮弧线,但这些波从极光向外延伸,呈手指状。公民科学家们将这种新灯光命名为“沙丘”,因为它们几乎像石灰绿色沙漠中的沙丘。帕姆罗斯把这些神秘的灯放在一边,以备将来考虑。10月7日,帕尔姆罗斯正坐在沙发上,这时她收到了他们再次出现的消息。“我告诉他们马上去拍照,”她说,尽管她决定继续呆在沙发上。“我不是摄影师。我把这个问题留给专家。”

最后一分钟的探险——几个Facebook小组的成员——在芬兰的两个城镇莱蒂拉和罗维西拍摄了许多奇怪的照片。它为帕姆罗斯的研究团队提供了足够多的连续极光图像,从而成功地确定这实际上是一种新形式的极光现象。

研究人员追踪极光沙丘到中间层,大约50到75英里高。这片天空非常难以研究,因为它离地球太近,航天器无法探测,气球和雷达也无法探测。帕尔姆罗斯说:“我们称之为‘忽视阶层’。她的团队认为极光沙丘直接出现在这个神秘的区域内,这可能使它们成为最神秘的极光。

有时,大气中上升的重力波被弯曲,在中层顶和逆温层之间传播,这就产生了摇摆的极光沙丘。
有时,大气中上升的重力波被弯曲,在中层顶和逆温层之间传播,这就产生了摇摆的极光沙丘。贾尼Narhi

虽然大多数极光似乎垂直地融化在天空中,但极光沙丘水平延伸,这是以前从未见过的方向。Palmroth相信这些光可能是由中间层孔引起的,这是一种既罕见又没有得到充分研究的大气波——对于这部分大气来说,这是一种合适的神秘现象。帕尔姆罗斯将这种现象比作潮汐,即潮汐与河流流动相反时产生的波浪。当一个上升的大气波(通常是由天气锋或越过山脉的气流引起的)被夹在两层大气之间并弯曲时,就会出现中间层空洞。一旦被捕获,它就会水平传播而不是垂直传播,然后在受到来自太空的太阳风的轰击时变得可见。

帕姆罗斯认为,沙丘可能代表了空间和大气之间的新联系,这两个区域在很大程度上被视为彼此独立的。“已知的相互作用很少,”她说。但她的团队首先需要证明他们关于沙丘的理论是正确的,这就需要用宇宙飞船直接从上面测量这种现象。

根据Palmroth的说法,随着动物园的增加,所有大型壮观的极光类型可能在几十年前就已经被识别和命名了。但她说,随着越来越多的公民科学家带着昂贵的相机开始捕捉天空,如果在未来发现新的、更小的极光形式,她不会感到惊讶。她说:“在业余爱好者的相机上可以描绘出的小型结构中,有新发现的空间。”的极光跟踪狂Facebook群组对所有对极光感兴趣的人开放——太空天气、光线预报、最佳观赏地点和合适的装备。这是学习更多知识的完美地方,但你必须能读懂芬兰语。