Северное сияние

Что светится в небе

Северное сияние — это свечение верхних слоёв атмосферы. В старину на Руси его называли пазорями, сполохами, столбами^[1].

Светятся газы, из которых состоит воздух, — кислород и азот. А заставляют их светиться частицы, прилетевшие от Солнца^[1][2].

Как это происходит

1. Солнце постоянно выбрасывает поток заряженных частиц — солнечный ветер. Особенно сильные выбросы бывают из корональных дыр и при корональных выбросах массы^[2].
2. Земля окружена магнитным полем. Оно не пускает большую часть частиц к поверхности, но направляет их вдоль своих силовых линий — к магнитным полюсам^[2].
3. Там электроны и протоны врезаются в верхнюю атмосферу и «возбуждают» атомы и молекулы газов — передают им энергию^[1].
4. Возвращаясь в обычное состояние, атомы отдают эту энергию в виде света. Это свечение мы и видим как сияние ^[1].

Почему сияние разноцветное

Цвет зависит от того, какой газ светится и на какой высоте^[2][1]:

Зелёное сияние — самое частое: кислорода на этой высоте достаточно, а человеческий глаз особенно чувствителен к зелёному^[2]. Красное свечение наверху слабее, и видно его в основном при сильной солнечной активности. Синие и фиолетовые полосы обычно горят у нижнего края «занавесей»^[2].

Поэтому у сияния часто размытый верх и довольно резкий нижний край^[1].

Где и когда смотреть

Чаще всего сияния бывают в авроральных овалах — широких кольцах вокруг магнитных полюсов Земли. Диаметр такого кольца в спокойное время — около 3000 км^[1]. Центр зоны сияний проходит примерно по 67-й параллели северной и южной широты — чуть севернее Полярного круга^[2].

Во время сильных магнитных бурь овал расширяется, и сияние видно гораздо южнее. Такие бури чаще всего бывают на пике 11-летнего цикла солнечной активности и в три года после него^[2].

Северное и южное

Сияние бывает в обоих полушариях: на севере — северное (aurora borealis), на юге — южное (aurora australis). Они почти одинаковые и меняются одновременно^[2]. Правда, в 2001 году, наблюдая сияние одновременно со стороны обоих полюсов из космоса, учёные выяснили, что полной симметрии между ними нет^[1].

Откуда название

Слово аврора — от имени римской богини утренней зари Авроры, которая шла с востока на запад, возвещая появление Солнца. Borealis — от Борея, бога северного ветра, а australis — от Австра, бога южного ветра^[2].

Название aurora borealis — «северная заря» — использовал Галилео Галилей в своих сочинениях 1619 года. Потом его подхватил французский учёный Пьер Гассенди, описавший сияние 1621 года, видное по всей Франции ^[2].

Сияния на других планетах

Полярные сияния бывают не только на Земле. Их наблюдали на Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне, а в 2004 году — и на Марсе. У планет-гигантов сияния гораздо масштабнее земных: их магнитные поля намного сильнее. А у Юпитера в сиянии видны яркие пятна — «следы» его спутников Ио, Ганимеда и Европы^[1].

О другом небесном явлении — в статье «Почему небо голубое».