Красочные полярные сияния иногда дополняются яркими белыми вспышками, чья природа долгое время оставалась загадкой. Благодаря современным технологиям, учёные зафиксировали десятки таких уникальных явлений, установив, что эти белые всполохи схожи с атмосферным феноменом, известным как "стив".
Полярные сияния возникают благодаря солнечному ветру — потоку заряженных частиц, таких как протоны, электроны и гелиевые ядра, постоянно исходящих от Солнца. Магнитосфера Земли обычно защищает планету от этого потока, однако у неё есть уязвимые точки: Северный и Южный полюсы. Здесь магнитные линии земного поля выходят и входят, позволяя солнечным частицам достигать плотных слоёв атмосферы.
Когда заряженные частицы взаимодействуют с атомами и молекулами атмосферы, электроны этих частиц переходят на более высокие энергетические уровни. Возвращаясь обратно, они испускают фотоны, что и создаёт свечение. Цвет этого свечения зависит от высоты и типа взаимодействующего вещества. Например, кислород на высотах от 100 до 300 километров излучает зелёный свет, а на более высоких уровнях — красный. Азот на меньших высотах придаёт сиянию синий и фиолетовый оттенки.
Однако время от времени в полярных сияниях наблюдаются белые или серовато-белые "шлейфы", которые до сих пор не имели ясного объяснения. Белый свет, объединяющий весь видимый спектр, указывает на сложный процесс, и недавно группа учёных из Канады и США предложила новое объяснение этому явлению.
В своём исследовании учёные проанализировали 30 случаев таких белых всполохов и обнаружили их схожесть с феноменом "стив". Этот яркий бело-фиолетовый световой столб, растягивающийся на сотни километров, был назван "стив" в шутку, ссылаясь на эпизод популярного мультфильма. Позже NASA узаконило этот термин, превратив его в аббревиатуру STEVE — Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (Сильное увеличение скорости теплового излучения).
Исследователи выяснили, что "стив" вызван потоком крайне горячего газа на высоте около 300 километров над Землёй. Этот феномен также связан с воздействием солнечных частиц, но вместо возбуждения атомов он вызван нагревом верхних слоёв атмосферы. Учёные предполагают, что белые и серовато-белые вкрапления в полярных сияниях могут возникать благодаря хемилюминесценции — свечению, вызванному химическими реакциями, спровоцированными экстремальным нагревом.