Tecnologia Científica

Cidadãos cientistas que perseguem Aurora ajudam a descobrir um novo recurso de STEVE
O STEVE como um todo é algo que os cientistas ainda estão trabalhando para rotular. Os cientistas tendem a classificar as características ópticas do céu em duas categorias: brilho aéreo e aurora.
Por Abbey Interrante - 15/11/2020


Tirada em 17 de julho de 2018, em Little Kenosee Lake, Saskatchewan, Canadá, esta foto mostra as pequenas listras verdes abaixo de STEVE. Neil Zeller, fotógrafo e co-autor do jornal, comentou "STEVE foi brilhante e poderoso por uma hora inteira naquela noite." Crédito: Copyright Neil Zeller, usado com permissão

Em 2018, uma nova descoberta semelhante a uma aurora atingiu o mundo. De 2015 a 2016, cientistas cidadãos relataram 30 ocorrências de uma fita roxa no céu, com uma estrutura de cerca de estacas verde embaixo. Agora denominado STEVE, ou Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, esse fenômeno ainda é novo para os cientistas, que estão trabalhando para entender todos os seus detalhes. O que eles sabem é que STEVE não é uma aurora normal - alguns pensam que talvez nem seja uma aurora - e uma nova descoberta sobre a formação de estrias dentro da estrutura traz os cientistas um passo mais perto de resolver o mistério.

"Frequentemente, na física, construímos nossa compreensão e testamos os casos extremos ou testamos os casos em um ambiente diferente", explica Elizabeth MacDonald, cientista espacial do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "STEVE é diferente da aurora normal, mas é feita de luz e é impulsionada pelo sistema auroral. Ao encontrar esses pequenos riscos, podemos estar aprendendo algo fundamentalmente novo sobre como a luz verde auroral pode ser produzida."

Essas "pequenas listras" são extraordinariamente pequenas e pontuais na cerca de estacas verdes de STEVE. Em um novo artigo para AGU Advances , os pesquisadores compartilham suas últimas descobertas sobre esses pontos. Eles sugerem que os riscos podem ser pontos de luz em movimento - alongados nas imagens devido ao borrão das câmeras. A ponta da listra em uma imagem se alinhará com a ponta da cauda na próxima imagem, contribuindo para essa especulação dos cientistas. No entanto, ainda há muitas perguntas a serem respondidas - determinar se a luz verde é um ponto ou mesmo uma linha, é uma pista extra para ajudar os cientistas a descobrir o que causa a luz verde.

"Não tenho certeza de nada com relação a esse fenômeno ainda", disse Joshua Semeter, professor da Universidade de Boston e primeiro autor do artigo. "Você tem outras sequências onde parece que há uma estrutura em forma de tubo que persiste de imagem em imagem e não parece se conformar com uma fonte pontual móvel, então não temos certeza sobre isso ainda."

O STEVE como um todo é algo que os cientistas ainda estão trabalhando para rotular. Os cientistas tendem a classificar as características ópticas do céu em duas categorias: brilho aéreo e aurora. Quando o brilho do ar ocorre à noite, os átomos da atmosfera se recombinam e liberam parte de sua energia armazenada na forma de luz, criando faixas de cores brilhantes. Ao estudar os padrões do airglow, os cientistas podem aprender mais sobre essa área da atmosfera, a ionosfera. Para ser classificada como aurora, por outro lado, essa liberação de luz deve ser causada pelo bombardeio de elétrons. Essas características são formadas de maneira diferente, mas também parecem diferentes - o brilho do ar pode ocorrer na Terra, enquanto as auroras se formam em um amplo anel ao redor dos pólos magnéticos da Terra.
 
“STEVE em geral parece não se enquadrar bem em nenhuma dessas categorias”, disse Semeter. "As emissões vêm de mecanismos que ainda não entendemos totalmente."

As emissões roxas de STEVE são provavelmente resultado de íons se movendo a uma velocidade supersônica. As emissões verdes parecem estar relacionadas a redemoinhos, como os que você pode ver se formando em um rio, movendo-se mais lentamente do que as outras águas ao seu redor. As feições verdes também estão se movendo mais lentamente do que as estruturas nas emissões roxas, e os cientistas especulam que podem ser causadas pela turbulência nas partículas espaciais - uma mistura de partículas carregadas e campo magnético, chamado plasma - nessas altitudes.

"Sabemos que esse tipo de turbulência ocorre. Existem pessoas que baseiam toda a sua carreira no estudo da turbulência no plasma ionosférico formado por fluxos muito rápidos." Semeter disse. "A evidência geralmente vem de medições de radar. Nunca temos uma assinatura óptica." Semeter sugere que, quando se trata do aparecimento de STEVE, os fluxos nesses casos são tão extremos, que podemos realmente vê-los na atmosfera.

"Este artigo é a ponta do iceberg nesta nova área desses minúsculos pedaços da cerca. Algo que fazemos na física é tentar lascar para aumentar nossa compreensão", disse MacDonald. "Este artigo estabelece a faixa de altitude e algumas das técnicas que podemos usar para identificar esses recursos, então eles podem ser melhor resolvidos em outras observações."

Para estabelecer a faixa de altitude e identificar esses recursos, os cientistas usaram extensivamente fotos e vídeos capturados por cientistas cidadãos.

“Cidadãos cientistas são aqueles que chamaram a atenção dos cientistas para o fenômeno STEVE. Suas fotos normalmente têm um lapso de tempo maior do que nossas observações científicas tradicionais”, disse MacDonald. "Os cientistas cidadãos não entram nos padrões em que os cientistas entram. Eles fazem as coisas de maneira diferente. Eles são livres para mover a câmera e obter a exposição que quiserem." No entanto, para fazer essa nova descoberta dos pontos dentro de STEVE, os fotógrafos tiraram fotos de exposição mais curtas para capturar esse movimento.

Para obter essas fotos, os cientistas cidadãos passam horas no frio congelante, tarde da noite, esperando que uma aurora - ou, quem sabe, STEVE - apareça. Embora os dados possam indicar se uma aurora aparecerá, os indicadores para STEVE ainda não foram identificados. No entanto, os caçadores de aurora aparecem e tiram fotos de qualquer maneira.

Neil Zeller, fotógrafo e coautor do jornal, diz que originalmente não planejava ser um cidadão cientista. "Foi só pela beleza", explicou Zeller. Zeller esteve envolvido com a descoberta de STEVE desde o início. Ele mostrou uma foto que tirou de STEVE para MacDonald anos atrás, dando início à primeira pesquisa sobre o fenômeno. Agora ele é um coautor deste artigo.

"É uma honra, realmente é", disse Zeller sobre a contribuição para esta pesquisa. "Eu tendo a dar um passo para trás em relação aos cientistas que estão fazendo o trabalho. Estou lá pela beleza disso e para capturar esses fenômenos no céu."

Este documento também fez uso de outra contribuição valiosa de um cidadão cientista - um banco de dados voluntário de observações de STEVE. Michael Hunnekuhl, outro autor do artigo, mantém esse banco de dados e contribuiu para as descobertas de STEVE no passado. Hunnekuhl notou as listras nas fotos independentemente dos cientistas no papel, e seu registro detalhado e técnicas de triangulação foram fundamentais nesta pesquisa.

Zeller e outros cientistas cidadãos planejam continuar tirando e examinando essas fotos, capturando a beleza da atmosfera da Terra, e MacDonald, Semeter e outros cientistas continuarão estudando-as, descobrindo mais sobre esse novo fenômeno.

 

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