Изглед „ляво око“ и „дясно око“ на северното сияние. Кредит: Катаока и др., 2013 г
Полярните сияния, като ефирни знамена, развяващи се в слънчевия вятър, заслепяват и интригуват онези от нас, които имат късмета да зърнат. Рюхо Катаока, доцент в Национален институт за полярни изследвания в Токио, има достатъчно късмет да изучава феномена, за да си изкарва прехраната. Един въпрос ръководи неговите изследвания: „Каква е връзката между космоса и земята?“, пита той. „Аврора е визуализация на тази връзка.“
Луминесцентното сияние, типично за полярните сияния, идва от светлина, която се излъчва, когато високоенергийни частици, изхвърлени от слънцето и поставени от земната магнитосфера, се сблъскат с атоми и молекули в нашата горна атмосфера (за подробно обяснение, ето видео от TED). Използвайки само потребителско фотографско оборудване и GPS система, Катаока и международен екип от учени измислиха начин да съберат ценна информация за надморската височина на тези танцуващи светлини.
Техниката, публикувани в дневника Анали на геофизиката миналия септември, подобрява вековен метод. В началото на 1900 г. норвежки учен Карл Стормър и един асистент облякоха кожени палта и смело замръзнаха на арктическите температури, за да направят едновременни снимки на аврорални характеристики от различни места в Норвегия. Чрез сравняване на двойки снимки, Стормър може да триангулира височината на части от полярното сияние - първият научно достоверен опит за това, казва Стен Оденвалд, космически учен в НАСА. (За да си представите как работи методът, изпънете пръст на една ръка разстояние пред лицето си и го гледайте последователно само с лявото око, след това с дясното. Пръстът се движи, нали? Това се нарича изместване на паралакса. Двойките на картината на Стормър предлага изглед „ляво око' и „дясно око', което позволява изчисляване на ъгъл, който може да се използва за определяне на действителната аврорална височина. За повече информация относно паралакса вижте това НАСА обяснител). Екипът на Stormer установи, че светлините се простират от около 22 до почти 300 мили над земята.
Технологията, използвана от Катаока и колегите му, осигурява по-прецизни измервания. Те поставиха цифрови фотоапарати Nikon - оборудвани с широкоъгълни лещи тип рибешко око, способни да уловят небесни простори - на около пет мили една от друга в Аляска. GPS прикачените устройства им позволиха да определят точното разстояние между всяко място, където заснеха едновременни снимки и заснеха видеоклипове на полярното сияние. Използвайки паралакса, екипът успя да изчисли измерванията на височината на ленти и други аврорални характеристики, отбелязвайки първия път, когато височината на северното сияние е измерена с помощта на цифрови SLR камери. Височините - по-високи от 62 мили за някои аврорални характеристики и по-ниски за други - съответстват на предишни изчисления на други изследователи.
Изчисляването на височината на полярните сияния може да помогне на учените да разберат енергиите на състава им от частици - информация, която на свой ред може да предложи улики за по-добро разбиране на земното магнитно поле. Наистина, магнитните сили около нашата планета ни предпазват от слънчевия вятър, който разкъсва пространството с достатъчно енергия, за да унищожи живота, според Джошуа Семетър, професор в Бостънския университет, който изучава космическото време. Феноменът на полярното сияние „ни дава фенерче, за да надникнем в магнитното поле около нашата планета, което иначе би било невидимо“.
От своя страна Катаока предвижда мрежа от граждански учени, които правят снимки на полярни сияния и ги изпращат в база данни, достъпна за изследователите, които след това биха могли да ги използват, за да научат още повече за един от най-зашеметяващите феномени в света.