Полярное сияние
Полярное сияние — мистический, непредсказуемый и красивый феномен. Оно внезапно появляется и точно так же неожиданно исчезает.
Причиной северного сияния является солнечный ветер. Этим термином называют вещество, выброшенное из верхней оболочки светила — солнечной короны. Оно состоит из заряженных частиц — электронов и ионов, летящих в космосе с громадной скоростью. Иными словами, солнечный ветер представляет собой поток высокоскоростной плазмы.
Солнечный ветер распространяется от Солнца во всех направлениях, небольшая его часть «дует» и на нас. Попадая в магнитное поле Земли, его заряженные частицы начинают двигаться особым образом: они перемещаются вдоль магнитных силовых линий, одновременно вращаясь вокруг них, то есть двигаются по спирали. Поскольку силовые линии магнитного поля Земли сходятся к полюсам, то и частицы солнечного ветра отклоняются туда же. Вот почему полярные сияния наблюдаются в высоких широтах, то есть ближе к северу.
На высотах от 90 до 1000 км эти энергичные солнечные «посланники» сталкиваются с молекулами верхних слоев атмосферы. Удары весьма чувствительны, так что эти молекулы получают добавочную порцию энергии и переходят в состояние с более высокой энергией.
Возвращаясь в начальное, равновесное состояние, молекулы атмосферы излучают кванты света видимого диапазона, которые проявляются в виде полярного сияния.
Полярное сияние обычно наблюдается на полюсах (откуда и название явления). Полярное сияние, наблюдаемое на южном полюсе, называют южным, а на северном полюсе – северным.
Земному наблюдателю полярное сияние представляется в виде быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос и корон. Это одно из красивейших природных явлений на нашей планете. Полярные сияния могут продолжаться от десятков минут до нескольких суток.
Полярное сияние было замечено ещё в далёкой древности – упоминания о нём можно обнаружить в греческой и римской литературе. Первым предположил электрическую природу полярного сияния знаменитый русский учёный М.В. Ломоносов. В 70-х годах XIX века появились карты с обозначением мест, где северные наблюдаются наиболее часто, составленные Э. Лумисом и Г. Фрицем. Вскоре появились аналогичные карты, называемые изохазмами, и для южного сияния. В конце начале 20 веков норвежские учёные К. Биркеланн и К. Стёрмер высказали идеи о солнечном происхождении частиц, вызывающих свечение.
Полярные сияния на других планетах
Это явление встречается не только на нашей планете, но и на ее соседях по Солнечной системе. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет. Например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете. Магнитные поля планет-гигантов Солнечной системы значительно сильнее магнитного поля Земли, что обусловливает больший масштаб полярных сияний этих планет по сравнению с полярными сияниями Земли. С помощью космического телескопа «Хаббл» получены качественные изображения полярных сияний этих планет.
От чего зависит цвет полярного сияния?
Спектры (цвета) полярных сияний зависят от состава атмосферы. Для Земли наиболее яркими являются линии излучения кислорода и азота в видимом диапазоне. Высота появления полярных сияний зависит от параметров атмосферы планеты. На Земле красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200-400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте около 110 км. Для земных полярных сияний характерна размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы.
Еще фото полярных сияний
