Физики не могут объяснить загадочные фиолетовые радуги в небе Арктики

Загадочные фиолетовые радуги, периодически возникающие в небесах над приполярными регионами Канады в последние три года, не могут быть разновидностью северного сияния, как раньше считали ученые. К такому выводу пришли физики, опубликовавшие статью в журнале GRL.

"Наш главный вывод – этот феномен, STEVE, не может быть одной из форм полярных сияний. Поэтому можно сказать, что мы опять ничего не знаем о нем. И это на самом деле очень круто, так как фотографы, как мы выяснили, знали о его существовании на протяжении многих лет. Мы и понятия не имели, что такие феномены могут возникать в атмосфере Земли", – заявил  Би Галлардо-Лакур из университета Калгари (Канада).

Начиная с лета 2015 года, над Канадой и другими уголками Арктики стали появляться загадочные фиолетовые "радуги" и "мосты", которые освещают ночное небо на протяжении примерно 20-30 минут и затем исчезают. В общей сложности, добровольцам удалось зафиксировать свыше 30 случаев появления подобного сияния, что привлекло внимание ученых из НАСА.

Два года назад спутники из флотилии Swarm пролетели над подобными образованиями и получили первые данные по их структуре. Эти фиолетовые сияния, как обнаружили изучившие эти сведения ученые, на самом деле возникали в результате необычного взаимодействия солнечных электронов и магнитного поля Земли, похожего по механизму работы на северные сияния.

Весной этого года, как рассказывает Галлардо-Лакур, он и его команда анализировали данные, которые климатический спутник POES-17 получил во время пролета над фиолетовыми радугами в недавнем прошлом. В марте 2008 года подобная структура возникла над восточной частью канадской Арктики в удачный момент времени, когда на нее были направлены наземные телескопы сети ASI.

В отличие от зондов Swarm, не предназначенных для прямых наблюдений за полярными сияниями, POES-17 был оснащен особым прибором, детектором частиц TED. Он позволял подсчитывать число "солнечных" электронов и других частиц, "падающих" в атмосферу Земли из космоса, и оценивать их влияние на атмосферу.

Используя снимки с наземных телескопов, ученые вычислили точное время появления "Стива" в небе над Арктикой и проверили, действительно ли он был порожден вспышкой солнечной активности, анализируя данные TED. 

Оказалось, что STEVE возник в том месте, где спутник зафиксировал неожиданно малое число электронов и протонов. Это означает, что фиолетовые радуги никак не связаны с солнечной активностью и космическими заряженными частицами, и что они возникают в верхних слоях атмосферы Земли каким-то другим, пока неизвестным науке способом.

Как отмечает Галлардо-Лакур, ученые нашли намеки на то, что в это время в верхних слоях атмосферы Земли присутствовало неожиданно много протонов низких энергий. Эти частицы, как предполагают физики, могли разогреть ионосферу и запустить в ней какие-то процессы, способные порождать фиолетовые радуги.