Under 2018, en ny norrskensliknande upptäckt slog världen. Från 2015 till 2016, medborgarforskare rapporterade 30 fall av ett lila band på himlen, med en grön staketstruktur under. Nu heter STEVE, eller stark termisk emissionshastighetsförbättring, detta fenomen är fortfarande nytt för forskare, som arbetar för att förstå alla dess detaljer. Vad de vet är att STEVE inte är ett normalt norrsken - en del tror att det kanske inte är ett norrsken alls - och ett nytt fynd om bildandet av ränder i strukturen tar forskarna ett steg närmare att lösa mysteriet.

"Ofta inom fysiken, vi bygger upp vår förståelse och testar sedan extremfallen eller testar fallen i en annan miljö, "Elisabeth MacDonald, en rymdforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, förklarar. "STEVE är annorlunda än det vanliga norrskenet, men den är gjord av ljus och den drivs av norrskenssystemet. När jag hittade dessa små ränder, vi kanske lär oss något fundamentalt nytt i hur grönt norrskensljus kan produceras."

Dessa "små små ränder" är utomordentligt små punktliknande drag inom det gröna staketet hos STEVE. I en ny tidning för AGU avancerar , forskare delar med sig av sina senaste rön på dessa punkter. De antyder att ränderna kan vara rörliga ljuspunkter - förlängda i bilderna på grund av oskärpa från kamerorna. Spetsen på strecket i en bild kommer att hamna i linje med slutet av svansen i nästa bild, bidragit till denna spekulation från forskarna. Dock, det finns fortfarande många frågor att besvara – att avgöra om det gröna ljuset är en punkt eller faktiskt en linje, är en extra ledtråd som hjälper forskare att ta reda på vad som orsakar grönt ljus.

"Jag är inte helt säker på någonting med avseende på detta fenomen ännu, "Joshua Semeter, en professor vid Boston University och första författare på tidningen, sa. "Du har andra sekvenser där det ser ut som att det finns en rörformad struktur som består från bild till bild och som inte verkar anpassa sig till en rörlig punktkälla, så vi är inte riktigt säkra på det än."

STEVE som helhet är något som forskare fortfarande arbetar med att märka. Forskare tenderar att klassificera optiska egenskaper på himlen i två kategorier:luftglöd och norrsken. När luftglöd uppstår på natten, atomer i atmosfären rekombinerar och frigör en del av sin lagrade energi i form av ljus, skapar ljusa färger. Genom att studera mönstren i airglow, forskare kan lära sig mer om det området av atmosfären, jonosfären. Att klassas som norrsken, å andra sidan, att utsläpp av ljus måste orsakas av elektronbombardement. Dessa egenskaper bildas på olika sätt men ser också olika ut - luftglöd kan uppstå över jorden, medan norrsken bildas i en bred ring runt jordens magnetiska poler.

"STEVE i allmänhet verkar inte anpassa sig till någon av dessa kategorier, "Semeter sade. "Utsläppen kommer från mekanismer som vi inte helt förstår ännu."

STEVEs lila utsläpp är sannolikt ett resultat av joner som rör sig med en överljudshastighet. De gröna utsläppen verkar vara relaterade till virvlar, som de du kanske ser bildas i en flod, rör sig långsammare än det andra vattnet runt den. De gröna funktionerna rör sig också långsammare än strukturerna i de lila utsläppen, och forskare spekulerar att de kan orsakas av turbulens i rymdpartiklarna - en brygd av laddade partiklar och magnetfält, kallas plasma — på dessa höjder.

"Vi vet att den här typen av turbulens uppstår. Det finns människor som baserar hela sin karriär på att studera turbulens i den jonosfäriska plasman som bildas av mycket snabba flöden." Sa Semeter. "Bevisen kommer i allmänhet från radarmätningar. Vi har aldrig någon optisk signatur." Semeter föreslår att när det kommer till utseendet på STEVE, flödena i dessa fall är så extrema, att vi faktiskt kan se dem i atmosfären.

"Det här papper är toppen av isberget i det här nya området av dessa små små bitar av staketet. Något vi gör inom fysiken är att försöka klippa bort för att öka vår förståelse, ", sa MacDonald. "Det här dokumentet fastställer höjdområdet och några av de tekniker vi kan använda för att identifiera dessa egenskaper, då kan de lösas bättre i andra observationer."

För att fastställa höjdområdet och identifiera dessa funktioner, forskarna använde i stor utsträckning foton och videor som tagits av medborgarforskare.

"Medborgarforskare är de som förde STEVE-fenomenet till forskarnas uppmärksamhet. Deras foton är vanligtvis längre tid än våra traditionella vetenskapliga observationer, MacDonald sa. "Medborgarforskare kommer inte in i de mönster som forskare kommer in i. De gör saker annorlunda. De är fria att flytta runt kameran och ta vilken exponering de vill." att göra denna nya upptäckt av punkterna inom STEVE, fotografer tog faktiskt kortare exponeringsfotografier för att fånga denna rörelse.

För att få tag på dessa bilder, medborgarforskare tillbringar timmar i isande kyla, sent på kvällen, väntar på att ett norrsken – eller förhoppningsvis STEVE – ska dyka upp. Även om data kan indikera om ett norrsken kommer att dyka upp, indikatorer för STEVE har inte identifierats ännu. Dock, norrskensjagarna dyker upp och tar bilder i alla fall.

Neil Zeller, en fotograf och medförfattare på tidningen, säger att han ursprungligen inte planerade att bli en medborgarforskare. "Det var bara för skönheten med det, " förklarade Zeller. Zeller har varit involverad i upptäckten av STEVE från början. Han visade en bild som han tog på STEVE för MacDonald för flera år sedan, startade den första forskningen om fenomenet. Nu är han medförfattare på denna tidning.

"Det är en ära, det är det verkligen, " sade Zeller om att bidra till denna forskning. "Jag tenderar att ta ett steg tillbaka från forskarna som gör arbetet. Jag är där ute för skönheten i det och för att fånga dessa fenomen på himlen."

Denna artikel använde också ett annat värdefullt bidrag från medborgarforskare - en volontärdatabas med STEVE-observationer. Michael Hunnekuhl, en annan författare på tidningen, underhåller denna databas och har bidragit till STEVEs resultat tidigare. Hunnekuhl lade märke till ränderna på fotografierna oberoende av forskarna på papperet, och hans detaljerade rekord och trianguleringstekniker var avgörande i denna forskning.

Zeller och andra medborgarforskare planerar att fortsätta ta och undersöka dessa bilder, fånga skönheten i jordens atmosfär, och MacDonald, Semeter, och andra forskare kommer att fortsätta studera dem, avslöja mer om detta nya fenomen.