新類型極光「STEVE」確認在較低緯度出現！色調呈神祕典雅紫
2018 年 03 月 16 日
此生想親眼目睹一次極光、但又不能去極圈旅行的你，可能有個大好消息會讓你振奮。一群業餘天文愛好者與美國太空總署（ NASA ）合作觀測多年，終於確認了一種在更低緯度地區出現的全新類型極光，不是燦爛綠色而是神祕紫色， NASA 已將其命名為 STEVE （ Strong Thermal Emission Velocity Enhancement ）。
第一批記錄到 STEVE 極光的人是一群非專業、但對科學領域有貢獻價值的公民科學家與業餘愛好者，早在 2015~2016 年，他們便常將目擊報告發表在 Facebook 粉絲專頁 Alberta Aurora Chasers 以及公民科學網站 Aurorasaurus 。
2016 年 7 月 25 日，加拿大公民 Notanee Bourassa （他的正職是一名 IT 技術人員）趁晚上帶著兩名年幼孩子出門探險，忽然瞧見一束紫色光乍現， 20 分鐘後即消失。已觀賞綠色極光將近 30 年的 Notanee Bourassa 清楚知道，這不是傳統極光，而是另一種未知形式。
同一天夜晚，歐洲太空總署（ ESA ）設計專門用來探測地球磁場（從地核、地函、地殼、海洋到電離層）的 SWARM 衛星剛好在同一時間通過該地區，並記錄下 STEVE ，終於，科學家第一次同時擁有地面與衛星數據。將兩者整合後發現，很明顯， STEVE 極光與傳統極光大相逕庭。
極光是地球周圍一種大規模放電過程，來自太陽的帶電粒子到達地球附近時，地球磁場會引導其中一部分沿著磁場線集中到南北兩極，當帶電粒子進入極地高層大氣（> 80km ）時與大氣中的中性原子和分子碰撞，能量釋放產生的光芒形成圍繞著磁極的大圓圈，也就是我們知道的極光。
傳統極光顏色主要有綠色、藍色和紅色，可以持續數小時；但公民科學報告顯示， STEVE 極光呈紫色，且帶有幾乎垂直於地面的綠色柵欄極光結構，持續時間約 20 分鐘至 1 小時就會消失。
▲ STEVE 帶有綠色柵欄結構的極光。（ Source ：Flickr/NASA Goddard Space Flight Center）
雖然 STEVE 的形成也是太陽帶電粒子與地球磁場線相互作用，但 STEVE 獨特之處在於細節：它沿著不同的磁場線傳播、位置比傳統比極光還要高，且出現在更低緯度的加拿大南部而非極光帶。
NASA 科學家 Liz MacDonald 將 STEVE 與亞極光離子飄移（ Subauroral ion drift ， SAID ）現象聯繫起來。 SAID 是帶電粒子強烈向西的超音速流動，通常形成於極光次暴（ auroral substorm ）某個階段，而 STEVE 出現的地區，電場指向極地、磁場則指向地下，兩者相互影響形成一股向西的強勁流向，帶電粒子被不斷帶向西方並撞擊中性粒子，科學家認為產生向上或向西的光條紋就是 STEVE 。
（ Source ：Flickr/NASA Goddard Space Flight Center CC BY 2.0 ）
當 SWARM 衛星在觀測極光時儀器也出現明顯變化，包括溫度升高 3,000℃、 25 公里寬的極光帶以每秒 6 公里的速度向西奔竄（比音速還快），這些都是 SAID 的特徵。自 1970 年代以來，科學家一直在研究 SAID ，但從來不知道它們還伴隨具視覺效果的可見光。
不過目前已知的 22 組 SAID 事件，找不到任何速度超過每秒 2.9 公里、或溫度比 5,900K 更高的 SAID ，而 STEVE 速度高了 2 倍，表明地球上層大氣在不同緯度還有不同的化學物理過程。新類型極光將幫助科學家一窺地球磁場如何與帶電粒子相互作用。這項研究發表在《 Science Advances 》期刊。
- Everyone, Meet ‘Steve’ – A Weird Type of Aurora We’ve Never Seen Before
- Meet ‘Steve,’ a Totally New Kind of Aurora
- Meet ‘Steve,’ the Aurora-Like Mystery Scientists Are Beginning to Unravel
（首圖來源：Flickr/NASA Goddard Space Flight Center CC BY 2.0 ）
新聞出處： https://technews.tw/2018/03/16/steve-aurora-canada-swarm-charged-particle-magnetic-field/
