Fysikforskare och litteraturforskare har gått samman för att bättre förstå det sällsynta naturfenomenet med vita och röda norrsken som fläktar över natthimlen i Japan. Beväpnad med ritningar och beskrivningar som går tillbaka till 1700-talet, mikrofilm från 1950-talet, och dagens spektrala bilddata, de har bekräftat riktigheten av de äldre avbildningarna. De har också börjat förstå hur solfjäderformade norrsken ser ut, både i himlen och för ögat.

Teamet publicerade sina resultat den 17 maj, 2019, i Journal of Space Weather and Space Climate .

Röda norrsken är solfjäderformade norrsken som kännetecknas av ljus som verkar börja vid horisonten, sträcker sig till vita fingrar som breder ut sig över himlen. Fläkten är infunderad med ett rött sken.

"Dessa fenomen är sällsynta, men potentiellt stör konstgjorda markbaserade system, inklusive elnät, " sa pappersförfattaren Ryuho Kataoka, en docent vid National Institute of Polar Research och Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) i Tokyo, Japan. "Om vi ​​förstår sådana norrsken, det kan hjälpa till att mildra den möjliga naturliga fara de kan orsaka."

Den första avbildningen av ett sådant norrsken förekommer i en teckning från 1770. Den 17 september samma år, den största magnetiska stormen som någonsin inträffat över Kyoto, Japan spelades in. Under en magnetisk storm, fler laddade partiklar blåses häftigt in i jordens yttre atmosfär. När de kraschar in i varandra, de energisatta atmosfäriska partiklarna förlorar energi på grund av att de sänder ut ljus.

"I dagens era, en av de starkaste solaktiviteterna inträffade 1957, " sa Kataoka. "Auroras dök upp över Japan flera gånger under några år runt den händelsen."

Den 11 februari, 1958, flera japanska meteorologer observerade röda norrsken i norra Japan. Vissa tog de första fotografierna av de solfjäderformade norrskenen medan andra ritade dem. Genom modern analys, Kataoka och teamet fann att fotografierna fångade mer data än vad som kan vara tillgängligt för det mänskliga ögat, som tunn, gröna pelare spridda genom norrsken.

"Det är fortfarande utmanande att förstå den dynamiska kopplingen mellan rymden och atmosfären under de största magnetiska stormarna, sa Kataoka.

Färgerna på norrsken innehåller spår av vilka partiklar som kraschade var. Aurorornas bulkrörelse berättar för oss den aktiva kopplingen mellan rymden och atmosfären på mellanlatituden när plasma kommer in i atmosfären i stor skala. Med denna information, forskare kanske kan bestämma den exakta naturen hos de största magnetiska stormarna.

Nästa, forskarna planerar att simulera effekterna av rymdväder i de yttre atmosfärerna under det speciella tillfället av solfjäderformade norrsken och att avslöja hur de skapades.