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南北極紫極光 STEVE 與傳統已知極光相異 成因尚待解開或為新現象

2018/8/21 — 17:33

圖片來源:Ryan Sault @ American Geophysical Union

圖片來源:Ryan Sault @ American Geophysical Union

STEVE 不只是人名,還是一種由公民科學家記錄的有趣天文現象名稱。以往科學界認為此現象屬於前所未見的極光現象,但最新刊於《Geophysical Research Letters》的研究則指出,STEVE 可能屬於新現象—— skyglow 。

極光是由地球電子及原子下墜至電離層 (ionosphere) 時變得活躍,而釋出主要為綠、紅和藍色光線的現象。業餘天文攝影師在 2016 年引起了科學家對 STEVE 的興趣。這道紫白色霞光看起來與南北極可見的極光相似,年初太空物理學家 Elizabeth MacDonald 更發現,STEVE 的粒子溫度可達 6,000°C,並相信其離子會被大氣電場和磁場推動。此外,相比起每日都有機會可觀察到的極光, STEVE 每年只會出現數次,而 STEVE 出現的緯度也較極光接近赤度。

為了解 STEVE 是否屬於極光,抑或是其他天文現象,加拿大卡爾加里大學太空科學家 Bea Gallardo-Lacourt 和其研究隊伍先嘗試利用地面觀察儀器圖像,嘗試分析 2008 年 3 月 28 日在加拿大東部上空出現的 STEVE 現象。另外,他們再分析 NASA 的極地軌道衛星 POES-17 的帶子粒子數據。綜合數據後,再將之與極光出現機制比較。

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經過一輪分析後,研究人員發現 STEVE 發生時,POES-17 發現 STEVE 並沒有如極光般,會有帶子粒子下降至地球電離層。研究人員相信,此現象反映 STEVE 與傳統極光發現現象不同,是另有成因。研究人員將這個未解釋到的新現象稱為「skyglow」。而未來研究將會繼續根據 MacDonald 的研究,繼續嘗試 STEVE 成因,是否由一串快速離子及高溫電子引起,以及 STEVE 本身是否是在較高空位置產生。 

參考資料:
Phys.org, New kind of aurora is not an aurora at all, 20 August 2018

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報告:
Gallardo-Lacourt, B., Liang, J., Nishimura, Y., & Donovan, E. (2018). On the Origin of STEVE: Particle Precipitation or Ionospheric Skyglow?. Geophysical Research Letters, 45. DOI: 10.1029/2018GL078509

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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