แสงออโรร่าสีน้ำเงินลึกลับบ่งบอกถึงกระบวนการบรรยากาศที่ไม่รู้จัก

เสกสรรภาพมาคู่กับคำว่า 'แสงออโรร่า' ในดวงตาแห่งจิตใจของคุณ สิ่งที่คุณจินตนาการอาจถูกครอบงำด้วยสีเขียว เสียงหมุนวนอันวิจิตรบรรจง และการโบยบินที่เต้นไปบนท้องฟ้าเหนือภูมิประเทศที่เยือกแข็ง

มีแต่แสงเรืองรองที่ปรากฏบนท้องฟ้าดังเช่นก๊าซในชั้นบรรยากาศถูกโจมตีโดยอนุภาคแสงอาทิตย์ที่มีพลัง– ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการแสดงที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดเท่านั้น แสงออโรร่าสามารถปรากฏในเฉดสีที่หลากหลายซึ่งแตกต่างกันไปตามระดับความสูง ละติจูด และสีใดก๊าซมีส่วนเกี่ยวข้อง

สำหรับที่สั่นสะเทือนกรงแม่เหล็กของโลกในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2567 เกิดแสงสีฟ้าประหลาดปรากฏขึ้น นั่นไม่ใช่เรื่องที่ไม่เคยได้ยินมาก่อน… แต่อันนี้อยู่ที่ละติจูดต่ำ และสูงถึงท้องฟ้าอย่างผิดปกติ

ขณะนี้ นักฟิสิกส์ Sota Nanjo จากสถาบันฟิสิกส์อวกาศแห่งสวีเดนและ Kazuo Shiokawa จากมหาวิทยาลัยนาโกย่าได้ใช้ภาพที่ถ่ายโดยนักวิทยาศาสตร์พลเมืองในญี่ปุ่นได้ค้นพบคำอธิบายที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดสำหรับแสงสีน้ำเงินอันน่าขนลุกนี้

แต่คำอธิบายของพวกเขาทำให้เกิดปัญหาอีกประการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ในบรรยากาศจะต้องแก้ไข

“การค้นพบของเราชี้ให้เห็นว่าไอออนของโมเลกุลไนโตรเจนอาจเร่งตัวสูงขึ้นด้วยกลไกบางอย่าง และมีส่วนรับผิดชอบต่อการก่อตัวของแสงออโรราที่มีสีน้ำเงินโดดเด่น”ชิโอคาวะอธิบาย-

"จนถึงปัจจุบัน ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีว่าไอออนโมเลกุลของไนโตรเจนที่มีน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่สามารถดำรงอยู่ในระดับความสูงที่สูงเช่นนี้ได้อย่างไร ไอออนดังกล่าวไม่สามารถดำรงอยู่ได้โดยง่ายในระยะเวลาอันยาวนานเนื่องจากมีมวลหนักและมีช่วงเวลาการแยกตัว-รวมตัวกันใหม่อันสั้น อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตพวกมันที่ระดับความสูงสูง กระบวนการนี้ถูกปกคลุมไปด้วยความลึกลับ"

แสงออโรร่าของโลกมักเป็นผลมาจากที่ถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์โดยการพ่นมวลโคโรนาหรือลมสุริยะ อนุภาคเหล่านี้ไหลผ่านระบบสุริยะ

หากโลกอยู่ในเส้นทางของการปะทุอนุภาคโดยที่พวกมันจะถูกเบี่ยงเบนและเร่งความเร็วไปตามเส้นสนามแม่เหล็กไปยังขั้วซึ่งพวกมันจะถูกทิ้งสู่ชั้นบรรยากาศ

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคแสงอาทิตย์กับก๊าซในชั้นบรรยากาศของโลกทำให้อนุภาคในบรรยากาศได้รับพลังงานเล็กน้อยเมื่ออะตอมที่ประกอบเป็นก๊าซในชั้นบรรยากาศจะตกลงกลับมาเหมือนเดิมสถานะพลังงานดั้งเดิม พลังงานจะถูกปล่อยออกมาเป็นโฟตอน ซึ่งเป็นที่มาของการเรืองแสง

คล้ายกับกลไกที่ทำให้หลอดฟลูออเรสเซนต์เรืองแสง และเช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ สีของแสงนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยที่แตกต่างกัน เช่น ชนิดของอนุภาค และปริมาณพลังงานที่ได้รับและสูญเสียไป

ตัวอย่างเช่นแสงออโรร่าสีเขียวและสีแดงเกิดจากอะตอมออกซิเจนสูญเสียพลังงานในระดับความสูงต่างๆ อะตอมไนโตรเจนสามารถปล่อยโฟตอนสีน้ำเงินและสีแดงได้ เมื่อเฉดสีเหล่านี้ผสมกันในท้องฟ้า พวกมันสามารถสร้างสีเหลือง สีม่วง สีชมพู และสีส้มได้

โดยปกติแล้วแสงออโรร่าละติจูดต่ำจะเป็นสีแดง แต่ในวันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2567 แสงสีชมพูส่องสว่างบนท้องฟ้าที่ละติจูดต่ำ และแสงสีน้ำเงินที่ชัดเจนปรากฏขึ้นก่อนเที่ยงคืนไม่นาน และเรามีเครื่องมือใหม่อันทรงพลังสำหรับจับภาพปรากฏการณ์แสงออโรร่า: สมาร์ทโฟนของนักดูแสงออโรร่าที่หลงใหลทั่วโลก

ด้วยรูปภาพและวิดีโอมากมายที่รวบรวมบนแสงออโรร่าสีน้ำเงิน นักวิจัยจึงสามารถวัดปรากฏการณ์นี้ได้อย่างละเอียด

พวกเขาพบว่าแสงออโรร่าจัดเรียงเป็นโครงสร้างตามยาวซึ่งวิ่งไปตามเส้นสนามแม่เหล็กเป็นระยะทางประมาณ 1,200 กิโลเมตร (ประมาณ 750 ไมล์) มันถูกจัดเรียงเป็นสามโครงสร้างแยกจากกัน และสูงถึงท้องฟ้าระหว่างระดับความสูง 400 ถึง 900 กิโลเมตร

สำหรับบริบท สถานีอวกาศนานาชาติโคจรที่ความสูงระหว่าง 370 ถึง 460 กิโลเมตร

ในปัจจุบัน คิดว่าแสงออโรร่าละติจูดต่ำเกี่ยวข้องกับกระแสวงแหวน นี่คือกระแสอนุภาคที่มีประจุที่มีรูปร่างคล้ายทอรัสซึ่งติดอยู่ภายในสนามแม่เหล็กโลกหมุนรอบเส้นศูนย์สูตรของโลกเหมือนวงแหวนลอยอยู่ในสระน้ำ

กกระตุ้นอะตอมเป็นกลางที่มีพลัง (ENAs) ในวงแหวน ทำให้เกิดแสงออโรร่าในละติจูดต่ำ

แต่นักวิจัยไม่เชื่อว่ากระแสวงแหวนทำงานได้กับสิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็น

“ในการศึกษานี้ พบโครงสร้างหลายร้อยกิโลเมตรในแสงออโรร่าที่มีสีน้ำเงินเด่นในทิศทางตามยาว ซึ่งยากต่อการตีความโดยกิจกรรมของ ENA เท่านั้น”ชิโอคาวะกล่าว- นอกจากนี้ ENA ไม่น่าจะสร้างโครงสร้างแสงออโรร่าที่สอดคล้องกับเส้นสนามแม่เหล็ก ดังที่สังเกตในการศึกษานี้"

อาจเป็นไปได้ว่ากระแสวงแหวนมีบทบาท แต่นักวิจัยเชื่อว่าต้องมีอย่างอื่นเกิดขึ้นเพื่อสร้างโครงสร้างที่แตกต่างและสอดคล้องกันในสนามที่สังเกตได้ พวกเขาเชื่อว่าโมเลกุลไนโตรเจนไอออนถูกเร่งขึ้นไปข้างบน แต่อะไรเร่งพวกเขาไม่เป็นที่รู้จัก

นี่แสดงให้เห็นว่าอาจมีกระบวนการบางอย่างที่ยังไม่ปรากฏชื่อในชั้นบรรยากาศของโลก

เราอาจไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะทราบว่ากระบวนการนั้นคืออะไร แต่คำตอบนั้นน่าดึงดูดใจอยู่ในมือ

"เมื่อกิจกรรมแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นในปีต่อๆ ไป"นักวิจัยเขียน"การวิเคราะห์กรณีซ้ำๆ ของแสงออโรร่าที่มีสีน้ำเงินเด่นนั้น คาดว่าจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกระบวนการสร้างแสงออโรร่าละติจูดต่ำที่มีสีน้ำเงินเด่น"

งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในโลก ดาวเคราะห์ และอวกาศ-