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追逐极光的公民科学家帮助发现STEVE的新郭德纲于谦相声全集2019特征

天文学与空间 2022-05-07 00:01:10

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心艾比·因特拉特 这张照片拍摄于2018年7月17日,在加拿大萨斯喀彻温省的小克诺西湖,显示了史蒂夫下方的绿色条纹

该论文的共同作者、摄影师尼尔·泽勒(Neil Zeller)评论道:“那天晚上整整一个小时,STEVE都很聪明,很有力量

“信用:版权所有尼尔·泽勒,经许可使用 2018年,一个新的类似极光的发现震惊了世界

从2015年到2016年,公民科学家报告了30个天空中紫色丝带的例子,下面是绿色栅栏结构

现在被命名为STEVE,或强热辐射速度增强,这种现象对科学家来说仍然是新的,他们正在努力理解它的所有细节

他们所知道的是,STEVE不是一个正常的极光——有些人认为它可能根本不是极光——一个关于结构中条纹形成的新发现让科学家离解开这个谜又近了一步

马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的空间科学家伊丽莎白·麦克唐纳解释说:“通常在物理学中,我们建立自己的理解,然后测试极端情况,或者在不同的环境中测试这些情况。”

“STEVE与通常的极光不同,但它是由光构成的,由极光系统驱动

在发现这些微小条纹的过程中,我们可能学到了一些关于如何产生绿色极光的全新知识

" 这些“微小的条纹”是STEVE绿色尖桩栅栏内非常小的点状特征

在《AGU进展》的一篇新论文中,研究人员分享了他们在这些方面的最新发现

他们认为条纹可能是移动的光点——由于相机的模糊而在图像中拉长

一幅图像中条纹的尖端将与下一幅图像中尾巴的末端对齐,这有助于科学家的推测

然而,仍然有许多问题需要回答——确定绿灯是一个点还是一条线,是帮助科学家找出绿灯原因的一个额外线索

该论文的第一作者、波士顿大学教授约书亚·塞梅特说:“我对这一现象还没有完全确定。”

“在其他序列中,似乎有一个管状结构从一个图像持续到另一个图像,并且似乎不符合移动点源,所以我们还不确定

" 史蒂夫作为一个整体,是科学家仍在努力标注的东西

科学家倾向于将天空中的光学特征分为两类:气辉和极光

当夜晚出现气辉时,大气中的原子重新结合,以光的形式释放出一些储存的能量,形成明亮的颜色带

通过研究空气辉光的模式,科学家们可以更多地了解大气的那个区域——电离层

另一方面,要被归类为极光,光的释放必须是由电子轰击引起的

这些特征形成不同,但看起来也不同——空气辉光可以在地球上出现,而极光形成在地球磁极周围的一个宽环中

“总的来说,STEVE似乎不太符合这两个类别中的任何一个,”Semeter说。

“排放来自于我们还不完全了解的机制

" 史蒂夫的紫色辐射很可能是离子以超音速运动的结果

绿色排放物似乎与漩涡有关,就像你可能看到的在河流中形成的漩涡,比周围的水移动得更慢

绿色特征的移动速度也比紫色发射中的结构慢,科学家们猜测,它们可能是由这些高度的空间粒子(带电粒子和磁场的混合物,称为等离子体)中的湍流引起的

“我们知道这种湍流会发生

有些人把他们的整个职业生涯建立在研究电离层等离子体中的湍流上,这种等离子体是由非常快速的流动形成的

”塞米特说

“证据通常来自雷达测量

我们从来没有光学签名

“塞梅特认为,当谈到STEVE的外貌时,这些例子中的流动是如此极端,以至于我们实际上可以在大气中看到它们

8月20日,史蒂夫事件下方两条不同角度的独特绿色条纹

2016年10月31日,加拿大艾伯塔省卡斯泰尔斯附近

最近关于这些条纹形成的研究让科学家们对这种类似极光的现象有了更多的了解

信用:版权所有尼尔·泽勒,经许可使用 “这篇论文是尖桩栅栏这些微小碎片的新领域的冰山一角

麦克唐纳说:“我们在物理学中做的一些事情就是努力提高我们的理解能力。”

“本文确定了高度范围和一些我们可以用来识别这些特征的技术,然后它们可以在其他观测中得到更好的解决

" 为了确定海拔范围和识别这些特征,科学家们广泛使用了公民科学家拍摄的照片和视频

“公民科学家是引起科学家们注意史蒂夫现象的人

他们的照片通常比我们传统的科学观察时间要长,”麦克唐纳说

“公民科学家不会进入科学家进入的模式

他们做事方式不同

他们可以自由地移动相机,进行任何他们想要的曝光

“然而,为了对STEVE内部的点进行新的发现,摄影师实际上拍摄了较短曝光时间的照片来捕捉这一运动

为了获得这些照片,公民科学家们在寒冷的深夜花了几个小时等待极光——或者希望是史蒂夫——出现

虽然数据可以显示极光是否会出现,但STEVE的指标还没有确定

然而,极光追逐者还是会出现并拍照

尼尔·泽勒是一名摄影师,也是该论文的合著者,他说他最初并没有打算成为一名公民科学家

“这只是为了它的美丽,”泽勒解释道

泽勒从一开始就参与了STEVE的发现

他向麦克唐纳展示了一张他多年前给史蒂夫拍的照片,引发了对这一现象的首次研究

现在他是这篇论文的合著者

“这是一种荣誉,真的是,”泽勒在谈到对这项研究的贡献时说

“我倾向于从从事这项工作的科学家身上退一步

我在那里寻找它的美丽,捕捉天空中的这些现象

" 这篇论文还利用了另一个有价值的公民科学家的贡献——一个志愿者STEVE观察数据库

该论文的另一位作者Michael Hunnekuhl维护着这个数据库,并在过去为STEVE的发现做出了贡献

Hunnekuhl注意到照片中的条纹与纸上的科学家无关,他的详细记录和三角测量技术是这项研究的关键

泽勒和其他公民科学家计划继续拍摄和检查这些照片,捕捉地球大气层的美丽,麦克唐纳、塞梅特和其他科学家将继续研究它们,揭示更多关于这一新现象的信息

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