Al duizenden jaren lang betoveren het noorder- en zuiderlicht sterrenkijkers. Maar in de afgelopen jaren zagen amateurfotografen een nieuw soort aurora: een vluchtig oplichtend paars lint van plasma. Deze intrigerende ontdekking trok de aandacht van ruimtewetenschappers, die er inmiddels een studie naar zijn begonnen.
“Fanatieke aurorajagers, vooral uit de Canadese provincie Alberta, gingen 's nachts op pad. Ze keken naar het noorden en kwamen terug met prachtige foto's. Maar ineens viel het ze op dat er meer naar het zuiden een vage paarse boog te zien was,” vertelt Elizabeth MacDonald, een ruimtenatuurkundige bij het NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt in de Amerikaanse staat Maryland. Het paarse licht wordt veroorzaakt door andere natuurkundige principes dan het ‘gewone’ poollicht, vertelt ze.
MacDonald stond aan het hoofd van een team dat waarnemingen deed naar de aurora door er een van de Swarm-satellieten van de European Space Agency (ESA) doorheen te laten vliegen. Daaruit bleek dat het licht wordt veroorzaakt door versnelde en opgewarmde geladen deeltjes afkomstig van de zon, die botsen op een bepaald deel van het magnetisch veld van de aarde in de ionosfeer. Het team publiceerde de resultaten van het onderzoek afgelopen woensdag in Science Advances.
De amateurwetenschappers wisten niet goed wat ze nou precies hadden waargenomen. Ze verzonnen de naam ‘Steve’ voor het vreemde lichtverschijnsel. Die naam bleef hangen, en werd ook geadopteerd door MacDonald en haar collega's. Zij bedachten achteraf dat STEVE de afkorting was voor 'Strong Thermal Emission Velocity Enhancement’. Wetenschappers wisten al tientallen jaren dat er ook op lagere breedtegraden stromingen van geladen deeltjes voorkwamen, maar het was nieuws voor hen dat die ook zichtbare lichtverschijnselen op konden leveren. Doordat mensen nu smartphones en digitale camera’s tot hun beschikking hebben die gevoeliger zijn dan die van wetenschappers in het verleden, is het nu mogelijk opnamen te maken van deze zeldzame vorm van poollicht, die maar ongeveer een uur te zien is.
Wat maakt STEVE zo bijzonder?
In tegenstelling tot rood, groen of geel poollicht, dat vaak een soort ‘gordijnvorm’ heeft (zie de foto's), is STEVE te zien als een paarsachtig lint dat zich door de lucht beweegt. Soms gaat het verschijnsel gepaard met iets dat doet denken aan een groen tuinhekje. In het verleden werd dit fenomeen ten onrechte omschreven als ‘protonbogen’, maar STEVE is smaller en heeft een duidelijker structuur.
Volgens MacDonald en haar collega's wordt STEVE veroorzaakt door iets dat door de wetenschappers ‘subaurorial ion drift’ (oftewel ‘ionenstroom onder de aurora’) wordt genoemd. Die bevindt zich zuidelijker, op ongeveer zestig graden vanaf de evenaar. Daar zorgen de elektrische en magnetische velden rond de aarde ervoor dat ionen en elektronen zich snel in een oost-westrichting bewegen, waarbij ze worden opgewarmd. Dit poollicht lijkt samen te hangen met de seizoenen, het komt niet voor in de winter. Er is ook een verband met de zonnewind, een stroom geladen deeltjes die ontsnapt aan het oppervlak van de zon.
“Omdat dit een nieuwe manier is om een fenomeen in de ruimte te observeren, biedt het ook een nieuwe manier om het te onderzoeken,” stelt Vassilis Angelopoulos, een ruimtenatuurkundige van de Amerikaanse universiteit UCLA die niet betrokken was bij het onderzoek. “Amateurwetenschappers kunnen ook meehelpen bij het bepalen van de positie en de hoogte van het lichtverschijnsel.”
Volgende stappen
Gezien de toegenomen belangstelling voor dit poollicht, willen MacDonald en andere onderzoekers nader onderzoek doen naar de oorzaak ervan, met behulp van amateuronderzoekers als waarnemers. Die kunnen een rol blijven spelen in het onderzoek. Wanneer zij een STEVE vanaf verschillende locaties waarnemen, kunnen onderzoekers die gegevens gebruiken om af te leiden waar en op welke hoogte die zich bevindt.
Amateurastronomen kunnen proberen het fenomeen te zien in noordelijke gebieden als de Canadese provincie Alberta, of de Amerikaanse staten Montana of Michigan. Op het zuidelijk halfrond is het verschijnsel te zien in Nieuw-Zeeland. MacDonald wijst op Aurorasaurus, een app die mensen kunnen downloaden om mee te doen aan haar citizen science-project en die waarschuwt wanneer het licht wordt waargenomen.
Ze verwijst naar de grote bijdrage die amateurwetenschappers hebben gehad op het gebied van ornithologie en zegt dat “het zoeken naar STEVE net zoiets is als het zoeken van een nieuwe vogelsoort.”
