Notanee Bourassa visste att det han såg på natthimlen inte var normalt. Bourassa, en IT -tekniker i Regina, Kanada, vandrade utanför sitt hem den 25 juli, 2016, runt midnatt med sina två yngre barn för att visa dem ett vackert rörligt ljus på himlen – ett norrsken. Han skyggar ofta fram till tidigt på morgonen för att fotografera norrskenet med sin Nikon -kamera, men detta var hans första expedition med sina barn. När ett tunt lila band av ljus dök upp och började lysa, Bourassa tog omedelbart bilder tills ljuspartiklarna försvann 20 minuter senare. Efter att ha tittat på norrsken i nästan 30 år sedan han var tonåring, han visste att detta inte var ett norrsken. Det var något annat.

Från 2015 till 2016, medborgarforskare - människor som Bourassa som är glada över ett vetenskapsområde men inte nödvändigtvis har en formell utbildningsbakgrund - delade 30 rapporter om dessa mystiska lampor i onlineforum och med ett team av forskare som driver ett projekt som heter Aurorasaurus. Medborgarvetenskapsprojektet, finansierat av NASA och National Science Foundation, spår aurora borealis genom användarskickade rapporter och tweets.

Aurorasaurus-teamet, ledd av Liz MacDonald, en rymdforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, konfererades för att fastställa identiteten för detta mystiska fenomen. MacDonald och hennes kollega Eric Donovan vid University of Calgary i Kanada pratade med de huvudsakliga bidragsgivarna till dessa bilder, amatörfotografer i en Facebook-grupp som heter Alberta Aurora Chasers, som inkluderade Bourassa och huvudadministratören Chris Ratzlaff. Ratzlaff gav fenomenet ett roligt, nytt namn, Steve, och det fastnade.

Men folk visste fortfarande inte vad det var.

Forskarnas förståelse av Steve förändrades samma kväll Bourassa tog hans bilder. Bourassa var inte den enda som observerade Steve. Markbaserade kameror som kallas all-sky-kameror, drivs av University of Calgary och University of California, Berkeley, tog bilder av stora delar av himlen och fångade Steve och auroralskärmen långt norrut. Från rymden, ESA:s (European Space Agency) Swarm -satellit råkade precis passera över det exakta området samtidigt och dokumenterade Steve.

För första gången, forskare hade mark- och satellitvyer av Steve. Forskare har nu lärt sig, trots sitt vanliga namn, att Steve kan vara en extraordinär pusselbit i att måla upp en bättre bild av hur jordens magnetfält fungerar och interagerar med laddade partiklar i rymden. Resultaten publiceras i en studie som släpptes idag i Vetenskapens framsteg .

"Det här är en ljusskärm som vi kan observera över tusentals kilometer från marken, "sa MacDonald." Det motsvarar att något händer långt ute i rymden. Att samla fler datapunkter på STEVE hjälper oss att förstå mer om dess beteende och dess inflytande på rymdväder. "

Studien belyser en nyckelkvalitet hos Steve:Steve är inte en normal norrsken. Norrsken förekommer globalt i en oval form, sista timmarna och visas främst i greener, blått och rött. Medborgarvetenskapliga rapporter visade att Steve är lila med en grön staketstruktur som vinkar. Det är en linje med början och slut. Människor har observerat Steve i 20 minuter till 1 timme innan den försvinner.

Om något, auroror och Steve är olika smaker av en glass, sa MacDonald. De skapas båda på i stort sett samma sätt:Laddade partiklar från solen interagerar med jordens magnetfältlinjer.

Det unika med Steve är i detaljerna. Medan Steve går igenom samma storskaliga skapelseprocess som en norrsken, den färdas längs olika magnetfältlinjer än norrskenet. All-sky-kameror visade att Steve dyker upp på mycket lägre breddgrader. Det betyder att de laddade partiklarna som skapar Steve ansluter till magnetfältlinjer som ligger närmare jordens ekvatorn, därav varför Steve ofta ses i södra Kanada.

Den kanske största överraskningen om Steve dök upp i satellitdata. Uppgifterna visade att Steve omfattar en snabb rörelse av extremt heta partiklar som kallas en suburoral jordrift, eller SAID. Forskare har studerat SAID sedan 1970-talet men visste aldrig att det fanns en åtföljande visuell effekt. Swarm -satelliten registrerade information om de laddade partiklarnas hastigheter och temperaturer, men har ingen imager ombord.

"Folk har studerat många SAID, men vi visste aldrig att det hade ett synligt ljus. Now our cameras are sensitive enough to pick it up and people's eyes and intellect were critical in noticing its importance, " said Donovan, en medförfattare till studien. Donovan led the all-sky camera network and his Calgary colleagues lead the electric field instruments on the Swarm satellite.

Steve is an important discovery because of its location in the sub auroral zone, an area of lower latitude than where most auroras appear that is not well researched. For one, with this discovery, scientists now know there are unknown chemical processes taking place in the sub auroral zone that can lead to this light emission.

Andra, Steve consistently appears in the presence of auroras, which usually occur at a higher latitude area called the auroral zone. That means there is something happening in near-Earth space that leads to both an aurora and Steve. Steve might be the only visual clue that exists to show a chemical or physical connection between the higher latitude auroral zone and lower latitude sub auroral zone, said MacDonald.

"Steve can help us understand how the chemical and physical processes in Earth's upper atmosphere can sometimes have local noticeable effects in lower parts of Earth's atmosphere, " said MacDonald. "This provides good insight on how Earth's system works as a whole."

The team can learn a lot about Steve with additional ground and satellite reports, but recording Steve from the ground and space simultaneously is a rare occurrence. Each Swarm satellite orbits Earth every 90 minutes and Steve only lasts up to an hour in a specific area. If the satellite misses Steve as it circles Earth, Steve will probably be gone by the time that same satellite crosses the spot again.

In the end, capturing Steve becomes a game of perseverance and probability.

"It is my hope that with our timely reporting of sightings, researchers can study the data so we can together unravel the mystery of Steve's origin, creation, physics and sporadic nature, " said Bourassa. "This is exciting because the more I learn about it, the more questions I have."

As for the name "Steve" given by the citizen scientists? The team is keeping it as an homage to its initial name and discoverers. But now it is STEVE, short for Strong Thermal Emission Velocity Enhancement.