I årtusenden, människor på de höga breddgraderna har trollbundits av norrsken - norrskenet och söderskenet. Men även efter all den tiden, det verkar det eteriska, dansande band av ljus över jorden har fortfarande några hemligheter.

I en ny studie, fysiker ledda av University of Iowa rapporterar en ny funktion till jordens atmosfäriska ljusshow. Undersöker video tagen för nästan två decennier sedan, forskarna beskriver flera fall där en del av det diffusa norrskenet - det svaga, bakgrundsliknande glöd som åtföljer det mer levande ljuset som vanligtvis förknippas med norrsken – blir mörkt, som om den skurats av en gigantisk blotter. Sedan, efter en kort tid, den mörklagda delen dyker plötsligt upp igen.

Forskarna säger att beteendet, som de kallar "diffusa norrskenssuddgummi, " har aldrig nämnts i den vetenskapliga litteraturen. Fynden visas i Journal of Geophysical Research Space Physics .

Norrsken uppstår när laddade partiklar som strömmar från solen – kallad solvinden – interagerar med jordens skyddande magnetiska bubbla. Några av dessa partiklar flyr och faller mot vår planet, och energin som frigörs under deras kollisioner med gaser i jordens atmosfär genererar ljuset som är associerat med norrsken.

"Det största med dessa suddgummi som vi inte kände till innan men nu vet är att de finns, " säger Allison Jaynes, biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi i Iowa och studiemedförfattare. "Det väcker frågan:Är detta ett vanligt fenomen som har förbisetts, eller är de sällsynta?

"Att veta att de finns betyder att det finns en process som skapar dem, "Jaynes fortsätter, "och det kan vara en process som vi inte har börjat titta på ännu eftersom vi aldrig visste att de hände förrän nu."

Det var den 15 mars, 2002, att David Knudsen, en fysiker vid University of Calgary, sätta upp en videokamera i Churchill, en stad längs Hudson Bay i Kanada, att filma norrsken. Knudsens grupp var lite nedslagen; prognosen krävde klarhet, mörk himmel – normalt perfekta förhållanden för att se norrsken – men ingen bländande belysning inträffade. Fortfarande, teamet använde en kamera speciellt utformad för att fånga lågnivåljus, ungefär som nattsynsglasögon.

Även om forskarna bara såg mörkret när de stirrade uppåt med sina egna ögon, kameran fångat upp alla typer av norrskensaktivitet, inklusive en ovanlig sekvens där områden av det diffusa norrskenet försvann, kom sedan tillbaka.

Knudsen, tittar på videon medan den spelades in, klottrade i sin anteckningsbok, "pulserande "black out" diffust sken, som sedan fylls på under flera sekunder."

"Vad som förvånade mig, och vad fick mig att skriva det i anteckningsboken, är när en lapp blev ljusare och stängdes av, bakgrundens diffusa norrsken raderades. Det gick bort, säger Knudsen, ett Fort Dodge, Iowa, infödd som har studerat norrsken i mer än 35 år och är medförfattare till studien. "Det fanns ett hål i det diffusa norrskenet. Och sedan skulle det hålet fyllas igen efter en halv minut eller så. Jag hade aldrig sett något liknande förut."

Sedeln låg vilande, och videon ostuderad, tills Iowas Jaynes överlämnade den till doktoranden Riley Troyer för att undersöka. Jaynes fick veta om Knudsens inspelning vid ett vetenskapligt möte 2010 och hänvisade till radergummit i sin doktorsavhandling om diffus norrsken några år senare. Nu på fakulteten i Iowa, hon ville lära sig mer om fenomenet.

"Jag visste att det fanns något där. Jag visste att det var annorlunda och unikt, " säger Jaynes, biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi. "Jag hade några idéer om hur det skulle kunna analyseras, men det hade jag inte gjort än. Jag överlämnade den till Riley, och han gick mycket längre med det genom att ta reda på sitt eget sätt att analysera data och ta fram några betydande slutsatser."

Troyer, från Fairbanks, Alaska, tog upp uppdraget med bravur.

"Jag har sett hundratals norrsken växa upp, säger Troyer, som går tredje året på doktorandstudier i Iowa. "De är en del av mitt arv, något jag kan studera samtidigt som jag behåller anknytning till var jag kommer ifrån."

Troyer skapade ett program för att knappa in bildrutor i videon när de svaga suddgummin var synliga. I alla, han katalogiserade 22 suddgummihändelser i den två timmar långa inspelningen.

"Det mest värdefulla vi hittade är att visa den tid det tar för norrskenet att gå från en raderhändelse (när det diffusa norrskenet är utplånat) för att fyllas eller färgas igen, säger Troyer, vem är tidningens motsvarande författare, "och hur lång tid det tar att gå från det raderade tillståndet tillbaka till att vara diffus norrsken. Att ha ett värde på det kommer att hjälpa till med framtida modellering av magnetfält."

Jaynes säger att lära sig om diffusa norrskenssuddgummi liknar att studera DNA för att förstå hela människokroppen.

"Partiklar som faller in i vår atmosfär från rymden kan påverka våra atmosfäriska skikt och vårt klimat, " säger Jaynes. "Medan partiklar med diffust norrsken kanske inte är huvudorsaken, de är mindre byggstenar som kan hjälpa oss att förstå norrskenssystemet som helhet, och kan vidga vår förståelse för hur norrsken händer på andra planeter i vårt solsystem."