Привет 👋
Сегодня расскажу откуда берется северное сияние, от чего зависит его цвет, что люди раньше думали о причинах такой аномалии и как выглядит южное сияние☀️ В конце я подготовил гайд для тех, кто решил отправиться на поиски северного сияния. Приятного чтения!
Северное сияние в республике Коми
Солнечная активность
Астрономы объявили 2024 и 2025 годами повышенной солнечной активности, а это значит, что в нас ждет множество магнитных бурь и, конечно же, северных сияний. Солнце, как и мы, живет по графику, и у него есть свои циклы активности, которые длится по 11 лет. В эти циклы входят две фазы: минимум и максимум. Различить их визуально можно по количеству пятен на поверхности Солнца. В минимуме активность минимальна, и на поверхности Солнца почти нет пятен, а в максимуме активность увеличивается, и это проявляется множественными пятнами, вспышками и выбросами материи.
График циклов солнечной активности говорит нам, что 2024 и 2025 годы обещают нам много интересного
Сами солнечные пятна были замечены людьми уже в древние времена, а систематическое изучение началось в XVII веке, когда научному миру был представлен телескоп. В 1843 году Рудольф Вольф обнаружил 11-летний цикл солнечной активности. Он смог восстановить хронологию событий до середины XVIII века, а именно до 1749 года, и решил, что тогда и начался первый зарегистрированный цикл, получивший номер 1.
Рисунок солнечных пятен, выполненный британским астрономом Томасом Херриотом в начале XVII века
В местах скопления солнечных пятен происходят солнечные вспышки и корональные выбросы массы — выбросы вещества из звездной короны, то есть из внешней части атмосферы звезды. Во время таких выбросов в космос «выстреливается» миллиарды тонн солнечного вещества — плазмы (электрически заряженного газа, из которого эта самая корона и состоит).
Плазма, выброшенная из короны Солнца, образует солнечный ветер – так называются потоки плазмы, которые Солнце выбрасывает во все направления, в том числе в сторону Земли.
Солнечный ветер в действии
Потоки солнечного ветра запросто могли бы уничтожить всё живое на поверхности Земли, но этого еще не произошло, так как у нас есть свой козырь – магнитосфера. Эта область околоземного пространства, в которой сосредоточено магнитное поле Земли, простирается на расстояние 70–80 тыс. км в направлении на Солнце и на многие миллионы километров в противоположную сторону. Частицы солнечного ветра, главным образом протоны и электроны, захватываются магнитным полем Земли и увлекаются по винтовым траекториям вдоль силовых линий к Южному или Северному полюсу. Именно поэтому такое явление, как полярное сияние, возникает в определенных местах, а не по всей поверхности планеты.
Визуализация NASA процесса отражения солнечного ветра магнитосферой
Как возникает полярное сияние
«Примагниченные» потоки частиц сталкиваются с атомами атмосферного газа — атомами кислорода, азота и другими. В результате столкновений электроны атомов азота и кислорода на время переходят в «возбужденное» энергетическое состояние. После их возвращения в нормальное энергетическое состояние, некоторая часть высвобожденной энергии излучается в виде фотонов света с разной длиной волны. При столкновении атомы азота обычно теряют электроны, при этом излучается синий и фиолетовый свет. Если же молекула азота обошлась без потери электрона, происходит испускание лучей красной части спектра. Молекулы кислорода, при столкновении с солнечным ветром, обычно электроны не теряют (при высоких энергиях электроны все же могут быть ионизированы). Молекула возбуждается, а после испускает кванты зеленого и красного света. Все это происходит в верхних слоях атмосферы — на высотах от примерно 90 км до 150 км, но иногда с до 60 км, а в некоторых случаях поднимается до 1000 км и более.
Движение солнечного ветра к полюсам Земли вдоль силовых линий магнитосферы
От чего зависит цвет
Атмосфера Земли состоит примерно на 78% из азота, на 21% из кислорода, на 0,93% из аргона и на 0,04% из углекислого газа. Наш воздух также содержит следы неона, гелия, метана, криптона, озона и водорода. Цвет полярного сияния во многом определяется высотой его появления и атомами вещества из атмосферы, с которыми происходит столкновение.
Зеленое северное сияние над ледниками Исландии
Самый распространенный цвет полярного сияния — зеленый. Зеленые полярные сияния обычно возникают при столкновении заряженных частиц с молекулами кислорода высокой концентрации в атмосфере Земли на высотах от 100 до 300 километров. Мы также видим зеленые полярные сияния лучше, чем любой другой цвет, поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому цветовому спектру.
Сияние с редкими красными переливами в Михайловском районе Рязанской области
Красные полярные сияния сравнительно реже и обычно связаны с интенсивной солнечной активностью. Они возникают, когда солнечные частицы вступают в реакцию с кислородом на больших высотах, обычно примерно от 300 до 400 км.
Сине-фиолетовое сияние в Норвегии
Молекулы водорода и гелия могут создавать голубые и фиолетовые полярные сияния, но нашим глазам, как правило, трудно различить эти цвета на фоне ночного неба. Интенсивность солнечного ветра и его энергия оказывают существенное влияние на цвета полярного сияния. Чем выше энергия солнечных частиц, тем более ярким и разнообразным будет спектр цветов.
История изучения
В различных культурах древности полярное сияние естественно было обернуто различными мистическими толкованиями. Учитывая мистическую красоту этого природного явления, неудивительно, что полярное сияние вошло в мифологию и эпос у северных народов. Так, некоторые норвежские легенды утверждают, что полярное сияние — это танец душ дев, которые ушли из жизни. Финны и народы Северной Америки связывали это явление с духами из потустороннего мира.
Долгое время люди ломали голову над тем, почему возникает северное сияние. В XVIII веке английский мореплаватель Джеймс Кук был одним из первых, кто не только дал их описание в южном полушарии, но и обратил внимание на то, что полярные сияния появляются в высоких широтах обоих полушарий одновременно.
Южное сияние над Австралией
В то время высказывались различные гипотезы относительно природы полярного сияния, например, что оно вызвано гниением рыбы, которая выбрасывалась на побережье из морских глубин, или что северное сияние появляется, если некая «зодиакальная материя» проникает в верхние слои атмосферы.
Первым, кто смог расставить все точки над i, был выдающийся русский ученый Михаил Ломоносов. Путем научных экспериментов в лаборатории он воссоздал те процессы, которые происходят в атмосфере. Ученый выкачал из стеклянного шара воздух и пропускал через него разряды электричества. В нем возникали огни, которые напоминали те, которые появляются на небе. Также ученому удалось доказать, что полярное сияние вызывается электрическими разрядами в верхних слоях атмосферы.
Как поймать северное сияние?
Пришло время поговорить о том, как заполучить билет в первый ряд этого представления!
Наилучший период для наблюдения — это время с начала октября по апрель. Чтобы получить максимум от северного сияния, вам нужно:
Находиться в радиусе 2,5 тысячи км. от северного полюса. В России под это описание идеально подходит Кольский полуостров, Карелия, республика Коми, Якутия, Архангельск и Воркута.
Тепло одеться. Скорее всего, на улице холодно, если, конечно, вы не в Австралии или Новой Зеландии.
Взять с собой термос с чаем глинтвейном.
Выйти из дома поздно ночью. Лучшее время для наблюдений с 21:00 до 3:00.
Поехать загород. Выбирайте места вдали от крупных городов и источников света, чтобы улучшить видимость явления.
Восторгаться увиденным и пить чай глинтвейн из термоса 🍷
Бонусный уровень: делать снимки на фотоаппарат с долгой выдержкой и высокой светочувствительностью. Не забыть взять с собой много батареек, чтобы аппаратура не разрядилась в неподходящий момент.
Точно предсказать северное сияние почти невозможно, но есть специальные сайты с прогнозами, например Aurora Forecast и Aurora Hunters.
Заключение
Надеюсь, мой пост помог почерпнуть что-то новое или освежить уже известное.
Давайте еще раз вспомним, что у нас было в программе сегодня:
Полярное сияние бывает северным и южным.
Образуется из-за взаимодействия солнечного ветра и магнитосферы Земли.
Цветовая палитра зависит от многих факторов, таких как вещества в атмосфере, которые ионизирует солнечный ветер, высота, на которой это происходит, а также активность Солнца – много чего, в общем.
Люди в древности связывали это явление с духами, а в Средневековье с тухлой рыбой и пришельцами, но Джеймс Кук и Ломоносов помогли нам разобраться в вопросе.
Благодаря современным сервисам, мы можем предугадать моменты, когда появится северное сияние.
Чтобы получить максимум удовольствия – подготовьтесь.
Если пост понравился и был полезным подписывайся на мой канал в телеграм, где ты найдешь еще больше интересного!
Дополнительно
Несколько интересных материалов для тех, кто хочет узнать больше о северном сиянии.
