Die Entdeckung stammt aus der erneuten Analyse des zwei Jahrzehnte alten Videos –

Seit Jahrtausenden sind Menschen in den hohen Breiten von Auroren fasziniert – dem Nord- und Südlicht. Doch selbst nach all dieser Zeit scheinen die ätherischen, tanzenden Lichtbänder über der Erde noch einige Geheimnisse zu bergen.

In einer neuen Studie berichten Physiker unter der Leitung der Universität von Iowa über ein neues Merkmal der atmosphärischen Lichtshow der Erde. In einem Video, das vor fast zwei Jahrzehnten aufgenommen wurde, beschreiben die Forscher mehrere Fälle, in denen ein Abschnitt der diffusen Aurora – das schwache, hintergrundartige Leuchten, das das lebendigere Licht begleitet, das üblicherweise mit Auroren verbunden ist – dunkel wird, als würde er von einem riesigen Löscher geschrubbt . Nach kurzer Zeit taucht der verdunkelte Bereich plötzlich wieder auf.

Die Forscher sagen, dass das Verhalten, das sie “diffuse Auroral-Radiergummis” nennen, in der wissenschaftlichen Literatur nie erwähnt wurde. Die Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift für geophysikalische Forschung Weltraumphysik.

Auroren treten auf, wenn geladene Teilchen, die von der Sonne fließen – der sogenannte Sonnenwind – mit der schützenden Magnetblase der Erde interagieren. Einige dieser Teilchen entkommen und fallen auf unseren Planeten zu, und die Energie, die bei ihren Kollisionen mit Gasen in der Erdatmosphäre freigesetzt wird, erzeugt das mit Auroren verbundene Licht.

“Das Größte an diesen Radiergummis, das wir vorher nicht kannten, aber jetzt wissen, ist, dass sie existieren”, sagt Allison Jaynes, Assistenzprofessorin am Institut für Physik und Astronomie in Iowa und Studienmitautorin. “Es wirft die Frage auf: Sind diese ein häufiges Phänomen, das übersehen wurde, oder sind sie selten?

“Zu wissen, dass sie existieren, bedeutet, dass es einen Prozess gibt, der sie erschafft”, fährt Jaynes fort, “und es kann ein Prozess sein, den wir noch nicht untersucht haben, weil wir nie gewusst haben, dass sie bis jetzt stattfinden.”

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Am 15. März 2002 stellte David Knudsen, Physiker an der Universität von Calgary, in Churchill, einer Stadt an der kanadischen Hudson Bay, eine Videokamera auf, um Auroren zu filmen. Knudsens Gruppe war etwas entmutigt; Die Vorhersage sah einen klaren, dunklen Himmel vor – normalerweise perfekte Bedingungen für die Betrachtung von Auroren -, aber es gab keine blendende Beleuchtung. Trotzdem verwendete das Team eine Kamera, die speziell für die Erfassung von schwachem Licht entwickelt wurde, ähnlich wie eine Nachtsichtbrille.

Obwohl die Wissenschaftler nur größtenteils Dunkelheit sahen, als sie mit ihren eigenen Augen nach oben blickten, nahm die Kamera alle Arten von Auroralaktivitäten auf, einschließlich einer ungewöhnlichen Sequenz, in der Bereiche der diffusen Aurora verschwanden und dann zurückkamen.

Knudsen, der das Video während der Aufnahme betrachtete, kritzelte es in sein Notizbuch.

“Was mich überrascht hat und was mich dazu gebracht hat, es in das Notizbuch zu schreiben, war, als ein Patch aufgehellt und ausgeschaltet wurde, die diffuse Aurora im Hintergrund gelöscht wurde. Sie ist verschwunden”, sagt Knudsen, ein gebürtiger Fort Dodge aus Iowa, der Aurora studiert hat seit mehr als 35 Jahren und ist Mitautor der Studie. “Es gab ein Loch in der diffusen Aurora. Und dann würde sich dieses Loch nach einer halben Minute wieder füllen. Ich hatte so etwas noch nie gesehen.”

Die Notiz ruhte und das Video wurde nicht studiert, bis Iowas Jaynes es dem Doktoranden Riley Troyer zur Untersuchung überreichte. Jaynes erfuhr bei einem wissenschaftlichen Treffen im Jahr 2010 von Knudsens Aufnahme und verwies einige Jahre später in ihrer Doktorarbeit über diffuse Aurora auf die Radiergummi-Notiz. Jetzt an der Fakultät in Iowa wollte sie mehr über das Phänomen erfahren.

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“Ich wusste, dass da etwas war. Ich wusste, dass es anders und einzigartig ist”, sagt Jaynes, Assistenzprofessor am Institut für Physik und Astronomie. “Ich hatte einige Ideen, wie es analysiert werden könnte, aber das hatte ich noch nicht getan. Ich gab es Riley und er ging noch viel weiter, indem er seinen eigenen Weg fand, um die Daten zu analysieren und einige wichtige Schlussfolgerungen zu ziehen.”

Troyer aus Fairbanks, Alaska, nahm den Auftrag mit Begeisterung an.

“Ich habe Hunderte von Auroren aufwachsen sehen”, sagt Troyer, der in seinem dritten Doktoratsjahr in Iowa ist. “Sie sind Teil meines Erbes, etwas, das ich studieren kann, während ich mich an meine Herkunft halte.”

Troyer erstellte ein Softwareprogramm, um Frames im Video einzugeben, wenn die schwachen Radiergummis sichtbar waren. Insgesamt katalogisierte er 22 Radiergummi-Ereignisse in der zweistündigen Aufnahme.

“Das Wertvollste, was wir gefunden haben, ist zu zeigen, wie lange es dauert, bis die Aurora von einem Radiergummi-Ereignis (wenn die diffuse Aurora ausgelöscht ist) ausgefüllt oder wieder eingefärbt wird”, sagt Troyer, der der entsprechende Autor des Papiers ist. “und wie lange es dauert, um von diesem gelöschten Zustand wieder zu einer diffusen Aurora zu gelangen. Ein Wert darauf wird bei der zukünftigen Modellierung von Magnetfeldern helfen.”

Jaynes sagt, dass das Erlernen diffuser Radiergummis mit dem Studium der DNA vergleichbar ist, um den gesamten menschlichen Körper zu verstehen.

“Partikel, die aus dem Weltraum in unsere Atmosphäre fallen, können unsere atmosphärischen Schichten und unser Klima beeinflussen”, sagt Jaynes. “Während Teilchen mit diffuser Aurora möglicherweise nicht die Hauptursache sind, sind sie kleinere Bausteine, die uns helfen können, das Aurorasystem als Ganzes zu verstehen und unser Verständnis zu erweitern, wie Auroren auf anderen Planeten in unserem Sonnensystem auftreten.”

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Video: https://www.youtube.com/watch?v=7furDMNIil0&t=1s

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