一个经典的,巴尼色的史蒂夫在天空。
一个经典的,巴尼色的史蒂夫在天空。岩石Raybell

一年几次左右美国和加拿大的边界,史蒂夫飞向天空。史蒂夫并不是穿着格子呢衣服,怀揣着飞行梦想的人,而是一个天文现象它照亮了天空,形成了一个巨大的月牙状紫红色的光,伴随而来的是一排灰绿色的光。STEVE并不是Steven的昵称,而是“强热辐射速度增强”。史蒂夫背后的物理学原理几乎在2017年被正式命名后就难倒了科学家,但2019年4月16日发表的一项最新研究表明地球物理研究快报为大气反应提供了新的线索,这些反应使天空中出现了史蒂夫标志性的朦胧紫色缎带。

尽管steve与极光有着惊人的相似之处——极光的光芒来自于坠入地球高层大气的带电粒子——但它们并不完全是一回事。在2018年,科学家证实史蒂夫神秘的紫光完全源于另一种机制。但没有人确切知道这种机制是什么,也不知道它是如何运作的,所以他们创造了一个新词。”的“霞光”现象就收工了。

波士顿大学的空间物理学家、该研究的主要作者Toshi Nishimura在一封电子邮件中写道,现在,科学家们明白,STEVE的元素源于两种不同的大气现象。研究人员分析了经过8年强震事件的卫星数据。他们还将地球磁层中电场和磁场的测量结果与史蒂夫事件的照片进行了对比,以了解是什么导致了神秘的光芒。

史蒂夫紫红色光芒的另一个角度。
史蒂夫紫红色光芒的另一个角度。岩石Raybell

研究小组证实,STEVE的一排绿光——科学家们称之为尖桩栅栏——是由一种类似于极光的机制产生的,即来自太空的高能电子与氧原子碰撞,发出绿光。不过,与普通极光相比,强极光的绿色栅栏发生在离赤道更近的大气中。

然而,史蒂夫的紫色条纹有着更诱人的起源。当电离层中的带电粒子碰撞时,就会产生光,从而产生摩擦,使粒子加热,并使它们发出近似茄子颜色的光。西村说:“紫色部分就像一束激发态粒子在电离层中飞速移动。”“这实际上产生了摩擦,而不是撞掉电子,摩擦加热了粒子,导致它们振动和跳跃一点。”他将这种反应比作点亮白炽灯泡的过程,即电力加热钨丝直至发光。

虽然研究人员现在知道是什么导致了STEVE的光弧,但他们不太确定为什么它是紫色的。西村希望在后续研究中解决这个问题,但他认为氮可能与此有关,因为在类似的海拔高度,这种元素会产生紫红色的极光。

西村说,除了进一步澄清一种听起来很像你高中同学的大气现象的奥秘之外,这项研究对无线电通信具有重大意义。这项新的研究表明,史蒂夫事件与电离层等离子体密度的波谷或洞有关。这些洞会干扰地球和太空之间的无线电通信,比如GPS导航。西村说,发现一个史蒂夫事件可以帮助研究人员看到这些洞在哪里发生以及它们是如何演变的,甚至可以帮助科学家预测未来无线电通信问题的区域。

史蒂夫很常见,很容易发现,尤其是如果你住在新英格兰、不列颠哥伦比亚省或新西兰。西村说,由公民科学家拍摄的史蒂夫的照片对团队的分析至关重要。所以,如果你看到史蒂夫,拍张照片,你可以帮助像西村这样的科学家更好地理解这种令人惊叹的空灵现象。