Оглавление:
- Завораживающее северное сияние
- Легенды о том, как появилось северное сияние
- Как образуется северное сияние?
- Как может выглядеть полярное сияние, и когда его можно увидеть?
- Где можно увидеть северное сияние?
Захватывающее природное явление, имеющее красивое латинское название aurora borealis, по-русски называется менее затейливо – северное сияние, хотя более правильно называть его полярным, поскольку оно появляется ближе к магнитным полюсам не только Земли, но и прочих планет.
Завораживающее северное сияние
Полярное сияние возникает с равным успехом у обоих магнитных полюсов. Северным же мы называем его по старинке, поскольку не знали раньше, что на противоположной стороне земли случаются точно такие же атмосферные представления.
Вечером 17 марта 2015 года жители средней полосы России, в частности Московской области, могли наблюдать зеленоватые всполохи полярного сияния, которое в наших широтах происходит довольно редко.
Полярное сияние может выглядеть, как огромный сияющий занавес, перекинутый через небо и переливающийся красноватыми, зеленоватыми огнями с примесью фиолетового и синего.
Легенды о том, как появилось северное сияние
Человек всегда мог наблюдать полярные сияния, поскольку те существуют миллиарды лет. По поводу этих впечатляющих явлений не могла не появиться та или иная легенда, как появилось северное сияние.
- У одних народов появление на небе таинственных безмолвных всполохов считалось предвозвестником счастья – мол, у богов праздник на небе, поэтому может с неба и людям что-нибудь хорошее перепасть.
- По верованиям других народов небесные огни свидетельствовали о гневе богов, после чего от них стоило ждать только неприятностей. Эти народы в период сияний стремились как можно меньше употреблять огонь, чтобы лишний раз не раздражать богов.
- Скандинавская версия. В легендах викингов полярное сияние часто упоминалось, оно сравнивалось с мерцающим мостом, по которому боги спускались на землю. В одних сагах лучи aurora borealis были зайчиками от блеска начищенных доспехов воинственных валькирий. Другие истории утверждали, что переливающиеся огни – это танцующие души мёртвых дев. Предки финнов называли ленту полярного сияния огненной рекой Ружей, отделяющей мир живых людей от мира мёртвых.
- У североамериканских эскимосов до сих пор сохранилась оригинальная вера в то, как появляется северное сияние – стоит только свистнуть, как небо зажжётся огнями, а немедленно погасить их можно, просто хлопнув в ладоши. Есть и альтернативная идея – духи, играющие черепом моржа, заставляют небо вспыхивать. Штука это опасная, поэтому эскимосы покидали свои жилища в это время всегда вооружёнными. Тем более, если слишком долго любоваться небесными огнями, можно и разум потерять.
- Есть любопытная теория, согласно которой мифы о драконах появились именно благодаря aurora borealis. Согласно ей Святой Георгий – этот небесный покровитель разных народов, воевал вовсе не с ужасным змеем, а с безобидным полярным сиянием.
Как образуется северное сияние?
Многих далёких от науки людей и сегодня интересует вопрос, почему появляется северное сияние, устраивающее регулярные представления ближе к полюсам.
Очень близко к разгадке полярных сияний подошёл Михаил Васильевич Ломоносов, который предположил, что здесь замешано электричество. Чтобы в этом убедиться, можно наполнить колбы разными газами, имеющимися в атмосфере и пропустить через них электричество – газ в каждой колбе начнёт светиться светом определённой длины волны.
Если сильно упростить объяснение, можно сказать так: выброшенные Солнцем частицы солнечного ветра взаимодействуют с частицами верхних слоёв атмосферы и заставляют их светиться переливающимися огнями.
Солнце, как и любая звезда основной последовательности, состоит почти целиком из водорода и гелия. Водород в состоянии плазмы распадается на положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные электроны. Гигантские взрывы солнечного вещества выбрасывают в космос миллиарды тонн заряженных частиц. Те с очень большой скоростью (примерно 960 километров в секунду) устремляются от звезды во всех направлениях, в том числе и к нам. Это явление в науке называется солнечным ветром, который за 2-3 дня достигает нашей планеты.
Видео о том, как появляется северное сияние
Земля представляет собой гигантский магнит, который окружён сильным магнитным полем, порождённым электрическими токами, протекающими в недрах планеты и вызываемых, в свою очередь, вращением железоникелевого ядра. Магнитные поля Земли являются ловушками для пролетающих поблизости частиц солнечного ветра. Направление частиц изменяется – теперь они направляются к северному либо южному магнитному полюсу, которые находятся не так далеко от географических полюсов. Попадая же в атмосферу на огромной скорости, частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами и молекулами атмосферных газов, передавая энергию им, а те затем отдают её в виде света, который мы и видим в явлении полярного сияния.
- Возбуждённые атомы, возвращаясь в более низкое энергетическое состояние, излучают фотон в видимом диапазоне.
- Если частица солнечного ветра выбивает из атома азота электрон, то при этом излучается фиолетовый и синий цвет.
- Если энергии недостаточно для выбивания электрона, то и испускается менее энергичный красный свет.
- Когда взаимодействие солнечного ветра происходит с кислородом, то он не теряет электрона и излучает красный и зелёный свет.
Как может выглядеть полярное сияние, и когда его можно увидеть?
Лучше всего полярное сияние можно увидеть вдали от города, чтобы не мешал свет фонарей, при неполной луне в ясную морозную ночь. Но чаще они возникают осенью и весной, ближе к периодам равноденствия. Высоты свечения находятся в диапазоне 80-400 км, а продолжительность может измеряться как десятками минут, так и несколькими сутками.
Чем неспокойнее погода на Солнце, чем чаще следуют мощные выбросы субатомных частиц, тем более продолжительными становятся на Земле полярные сияния. Самые яркие представления происходят каждые одиннадцать лет, в годы наибольшей солнечной активности.
Цвет излучения зависит не только от вида газа, с которым взаимодействовал солнечный ветер, но и высоты, где это происходило. Вот как влияет высота на природную иллюминацию:
- выше 150 км столкновения вызывают красный цвет излучения;
- между 120 км и 150 км господствуют жёлто-зелёные тона;
- до 120 км преобладают фиолетовые и синие краски.
Наиболее же часто полярное сияние имеет мертвенный бледно-зелёный оттенок.
Чем меньше широта, тем реже случаются там полярные сияния. Это происходит потому, что магнитное поле Земли отклоняет частицы солнечного ветра, не позволяя им дойти до атмосферы, и лишь в районе магнитных полюсов контакты с атмосферой становятся возможными.
Одно время считалось, что полярные сияния происходят одновременно и симметрично на обоих полюсах. Но наблюдения из космоса опровергли эту закономерность, демонстрируя значительную разницу между ними. Иногда это может быть кольцо, которое как 4000-километрового диаметра нимб опоясывает магнитные полюса.
Где можно увидеть северное сияние?
В средние века северный магнитный полюс располагался восточнее, поэтому небесные всполохи можно было наблюдать не только в Скандинавии или на севере России, но даже на севере Китая. В наше время места можно занимать:
- в районе Северного полюса;
- в Антарктиде;
- на Аляске и севере Канады;
- на севере Скандинавии и Шпицбергене;
- в Шотландии;
- на Кольском полуострове;
- 5-10 раз в год между Парижем и Лондоном;
- до 4-х раз в год даже на севере Флориды.
Видео о том, почему появляется северное сияние
Но лучше и чаще всего видны полярные сияния из космоса, где им не мешают часто непрозрачные нижние слои атмосферы.
Случаются полярные сияния и на других планетах, имеющих магнитные поля и атмосферы. Так их видели на Венере, Марсе, Юпитере, а самое высокое (1200 км) полярное сияние наблюдалось на Сатурне.
О полярных сияниях науке известно почти всё, но есть достаточно неожиданный вопрос: звучат ли полярные сияния? Простому наблюдателю он кажется нонсенсом, поскольку феерия протекает в абсолютной тишине. Но так ли это и наверху – учёные ещё гадают.
А Вы когда-нибудь видели северное сияние? Расскажите об этом в комментариях.
