Vuonna 2016 kanadalaiset taivaskuvaajat alkoivat jakaa kuvia ohuesta purppuran- ja valkoisenvärisestä valonauhasta ja olettivat kuvanneensa harvinaista revontulityyppiä. Kuvia tutkineet tiedemiehet olivat aluksi samaa mieltä, ja valoshow sai uuden nimen: STEVE. Muutaman vuoden tutkimuksen jälkeen väite piti perua - purppuranauha ei osoittautunutkaan lainkaan revontuliksi, vaan omaksi taivaanilmiökseen, joka vain sattuu esiintymään aitojen revontulten vieressä taivaalla.
Tämä sekaannus on hyvä lähtökohta sen ymmärtämiseen, mitä revontulet oikeastaan ovat. Väreilevät verhot, joita useimmat kutsuvat pohjois- tai eteläntuliksi, syntyvät Auringon ja Maan ilmakehän jatkuvasta vuorovaikutuksesta, ja ne osoittautuvat vanhemmiksi, oudommiksi ja monimuotoisemmiksi kuin postikorttikuvat antavat ymmärtää - sukulaisia löytyy Jupiterilta ja, kuten käy ilmi, jopa tähdiltä kaukana aurinkokunnan ulkopuolella.
Mikä saa taivaan hehkumaan punaisena, vihreänä ja purppurana
Maapallolla voimakkaimmat esitykset alkavat aurinkomyrskyistä: varautuneet hiukkaset syöksyvät yläilmakehään, virittävät siellä olevat kaasut ja saavat aikaan punaisen, vihreän ja purppuraisen hehkun. Mikä väri hallitsee, riippuu korkeudesta. Punainen näkyy korkeimmalla, missä happiatomeja on vähän ja ihmissilmä on vähemmän herkkä tälle aallonpituudelle, joten punaiset revontulet tulevat näkyviin vasta, kun aurinkoaktiivisuus on tarpeeksi voimakasta korvaamaan molemmat ongelmat yhtä aikaa.
Tämä korkeusriippuvuus selittää, miksi sama myrsky voi näyttää täysin erilaiselta yhtenä yönä kuin seuraavana. Se selittää myös, miksi punaisimmat esitykset pääsevät otsikoihin: himmeä verho ei herätä huomiota, mutta taivas, joka näkyvästi muuttuu punaiseksi, on merkki siitä, että yläilmakehässä tapahtuu jotain epätavallista.
Revontulivyöhyke ei ole siellä, missä arvaisi
Revontulet näkyvät luotettavimmin ei itse navoilla, vaan niitä ympäröivässä renkaassa: kaistaleessa, joka on leveydeltään noin 6 leveysastetta ja halkaisijaltaan noin 660 km, keskittyen noin 67. leveysasteen tienoille pohjoisessa ja etelässä. Tämä kaistale on kaukana maantieteellisestä navasta, minkä vuoksi parhaat paikat valojen katseluun ovat arktiset kaupungit navan eteläpuolella, ei napa itse.
Normaalioloissa revontulet pysyvät tällä kaistaleella. Carringtonin tapahtuman aikana, joka muistetaan kaikkien aikojen voimakkaimpana havaittuna geomagneettisena myrskynä, säännöt murtuivat täysin: revontulia nähtiin jopa tropiikissa, kaukana paikoista, joissa niitä yleensä näkyy.
Huijari nimeltä Steve
STEVEn tarina muistuttaa, että jopa hyvin tutkittu taivas voi yhä yllättää ammattitähtitieteilijät. Kun purppuran- ja valkoisenvärinen nauha tuli ensimmäisen kerran tiedemiesten tietoon vuonna 2016, se luokiteltiin uudeksi, vasta huomatuksi revontulityypiksi - ymmärrettävä sekaannus, koska se ilmestyi samalle taivaalle kuin aidot revontulet. Jatkotutkimus muutti diagnoosin: valovirrat, jotka muodostavat STEVEn, syntyvät täysin toisenlaisesta mekanismista eivätkä loppujen lopuksi kuulu revontulien perheeseen.
Asian selvittäminen vaati lisätutkimusta, jossa verrattiin STEVEn käyttäytymistä siihen, miten aidot revontulet toimivat, eivätkä ne kaksi yksinkertaisesti vastanneet toisiaan. Se, mikä oli näyttänyt vielä yhdeltä revontulien lajilta, osoittautui omaksi, täysin erilliseksi ilmiökseen, joka oli vain jäänyt huomaamatta, kunnes harrastajakuvaajat alkoivat jakaa siitä kuvia.
Takaperoisakronyymi, joka syntyi piirretyn pensaan ansiosta
Lempinimen alkuperä on tavattoman hassu. Kansalaistieteilijät, jotka ensimmäisenä huomasivat oudon valoshown Kanadan yllä, nimesivät sen ohimennen heitetyn vitsin mukaan: vuoden 2006 animaatioelokuvassa "Aidan takana" joukko metsäeläimiä kohtaa tuntemattoman pensasaidan, ja koska ne eivät keksi sille muuta nimeä, ne päättävät kutsua sitä Steveksi. Revontulitutkijat lainasivat vitsin sellaisenaan.
Avaruusfyysikko Elizabeth MacDonald, joka työskentelee NASAn Goddardin tutkimuskeskuksessa ja perusti ensimmäisen revontulia tutkivan kansalaistiedeverkoston, piti STEVE-nimestä ja antoi tiiminsä myöhemmin rakentaa sen ympärille tieteelliseltä kuulostavan selityksen: STEVE, lyhenne sanoista Strong Thermal Emission Velocity Enhancement. Lyhenne rakennettiin sopimaan nimeen, jonka kansalaistieteilijät olivat jo valinneet - paperityö kurotti kiinni vitsin, ei toisin päin.
Hämmentävästi STEVE kulkee joskus mukanaan seuralaisen kanssa, joka todella on revontuli. Vihreä piirre, joka ajoittain ilmestyy STEVEn purppuranauhan viereen, käyttäytyy kuin tavallinen revontulivalo, vaikka aivan vieressä oleva purppuranauha ei tee niin - eli yksi havainto voi sisältää vierekkäin sekä aidon revontulen että huijarin.
Kansalaistieteilijät löytävät yhä uusia muotoja
STEVE ei ole ainoa revontuliyllätys, joka on tullut harrastajahavainnoitsijoilta ammattimaisen tutkimusmatkan sijaan. Yliopistojen avaruustutkijoiden kanssa työskennellyt suomalaisten harrastajakuvaajien ryhmä löysi kokonaan uuden revontulimuodon, jota ei aiemmin ollut luokiteltu.
Tutkijat kuvaavat jokaista erillistä revontulimuotoa omanlaisekseen sormenjäljeksi, joka on tyypillinen tietylle revontulivyöhykkeen ilmiölle. Tämä näkökulma auttaa selittämään, miksi harrastajan valokuva voi silti olla löytö: se, mikä näyttää satunnaiselle katsojalle vähäiseltä vaihtelulta, voi osoittautua sellaisen mekanismin allekirjoitukseksi, jota kukaan ei ollut aiemmin dokumentoinut.
Jupiterin valoshow, joka ei nuku koskaan
Maan revontulet ovat vaikuttavia, mutta Jupiterin revontulet asettavat ne mittasuhteisiinsa. Ne ovat valtavia, ja sen lisäksi Jupiterin valoshow'ssa on satoja kertoja enemmän energiaa kuin missään, mitä Maa koskaan tuottaa, eivätkä ne Maan revontulista poiketen lakkaa koskaan.
Osa syystä on se, että Jupiterilla on toinen polttoainelähde, jota Maalla ei ole. Aurinkotuulen mukana saapuvien varautuneiden hiukkasten lisäksi Jupiterin revontulia täydentävät hiukkaset, joita sen kuu Io syöksee avaruuteen - Ion tulivuoret ovat riittävän suuria ja lukuisia pitämään planeetan magneettista ympäristöä jatkuvasti tuoreella materiaalilla täytettynä. Maalla ei ole lähellään Ion kaltaista kuuta, mikä auttaa selittämään, miksi sen revontulet eivät toimi jatkuvasti niin kuin Jupiterin.
Revontulia kaukana Maan ulkopuolella
Revontulikonsepti ei pääty aurinkokunnan reunallekaan. Heinäkuussa 2015 tähtitieteilijät raportoivat kaikkien aikojen ensimmäisestä aurinkokunnan ulkopuolisen revontulen havainnosta, joka nähtiin ruskean kääpiötähden LSR J1835+3259 ympärillä. Revontulen löytyminen sieltä viittaa siihen, että Maan pohjoisen revontulien perusresepti - magneettikenttä, joka sieppaa varautuneiden hiukkasten virran - toteutuu myös kohteissa, jotka ovat kaukana kaikesta tutusta planeetasta.
Kirjattuna muinaisiin taivaisiin
Revontulet ovat yksi vanhimmista koskaan kirjatuista luonnonilmiöistä. Varhaisin ajoitettavissa oleva kirjallinen kuvaus niistä löytyy Bambukronikoista, muinaisen Kiinan aikakirjasta, joka on ajoitettu vuoteen 977 tai 957 eaa. - vuosisatoja ennen kuin suurin osa tapahtumista, joita ihmiset pitävät "muinaishistoriana", edes kirjoitettiin muistiin. Vielä vanhempi kuvaus saattaa säilyä Cro-Magnon-ihmisten luolamaalauksissa Pohjois-Espanjassa, jotka on ajoitettu noin vuoteen 30 000 eaa., vaikka esihistoriallisen taiteen yhdistäminen yhteen tiettyyn tapahtumaan on väistämättä epävarmempaa kuin ajoitetun aikakirjan lukeminen.
Vanhat asiakirjat kirjoittavat myös yhä silloin tällöin nykykäsityksen uusiksi. Vuoden 1770 japanilainen päiväkirja, joka kuvaa revontulia Kioton yllä ja joka löydettiin uudelleen vuonna 2017, vihjasi, että sen taustalla ollut myrsky saattoi olla noin 7 % voimakkaampi kuin Carringtonin tapahtuma - sama myrsky, jonka lennätinliikennettä häirinnyt ulottuvuus mielletään yleensä kattoluvuksi sille, kuinka äärimmäinen geomagneettinen myrsky voi olla. Jos tämä vertailu pitää paikkansa, ennätys historian voimakkaimmasta myrskystä ei ehkä kuulukaan myrskylle, jolle useimmat sen antavat.