Почему бывают северные сияния и как их не пропустить
Вечером во вторник жители Москвы и других областей Центральной России смогли увидеть северное сияние. Отдел науки «Газеты.Ru» рассказывает о том, что вызвало это красочное явление, и предупреждает, что, возможно, в ближайшие часы оно повторится.
Вечером во вторник жители ряда регионов России стали сообщать о том, что им удалось увидеть северное сияние. Причем речь шла не только о северных регионах – Санкт-Петербург, Великий Новгород, Карелия и Коми, но и о более южных областях, таких как Московская, Тверская и Смоленская. С фотографиями полярного сияния можно ознакомиться в фоторепортаже «Газеты.Ru», а в этом тексте будет рассказано о причинах этого явления и вероятности увидеть его в ближайшие дни.
Что такое полярное сияние?
Полярное (северное) сияние – это явление свечения верхних слоев атмосферы Земли, вызванное движением заряженных частиц солнечного ветра в магнитном поле планеты. Обычно полярные сияния наблюдаются в так называемых авроральных зонах — зонах-поясах, которые расположены в высоких широтах, так как окружают магнитные полюса Земли.
Но этим вечером планету достигла настолько мощная вспышка, что полярное сияние удалось увидеть жителям более южных широт, в том числе и в Москве.
Чтобы понять природу северного сияния, нужно представить себе Землю как большой магнит.
close
100%
Полюса этого магнита – точки, откуда выходят силовые линии магнитного поля Земли – находятся недалеко от географических полюсов планеты, но все же не точно в них. Так, северный магнитный полюс Земли располагается в границах нынешней канадской Арктики, и, строго говоря, он является южным полюсом, ибо притягивает северную стрелку компаса.
Заряженные частицы солнечного ветра имеют довольно мощную энергию, которой достаточно для того, чтобы произвести ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов, которые составляют плотные слои атмосферы.
Эти возбужденные атомы испускают энергию в виде света, что вызывает северное сияние.
Аналог этого явления – опыт, в котором демонстрируется разряд, возникающий при пропускании через газ электрического тока.
Подобное происходит, когда наблюдается молния от грома, но там речь идет о других значениях энергий, чем при полярных сияниях.
«Ой, я подумала, что нас бомбят американцы!»
Ученые рассказали, почему у челябинского астероида на орбите остался брат-близнец, как за наделавшим немало…
07 ноября 16:27
Ученые уже довольно неплохо изучили полярные сияния и выяснили, что возбужденные атомы кислорода вызывают свечение красного и зеленого цветов. Фиолетовое и невидимое глазу инфракрасное излучение вызывают ионизованные молекулы азота. Источником слабого красного свечения могут стать атомы водорода.
Как отследить полярное сияние
Для того чтобы повысить вероятность наблюдения северного сияния, в идеале, конечно, нужно находиться в авроральной зоне. Сюрприз, подобный тому, что был во вторник, случается на широте Москвы не каждый год, по своей мощности нынешнее северное сияние опытные наблюдатели сравнивают с тем, что они видели в 1980–1990-е годы. Но на севере не всегда можно ожидать гарантированную хорошую погоду.
Например, в эти дни в Мурманске — а это район полярного круга и гарантированная авроральная зона — находится специальная группа для наблюдения северных сияний, которая совместила свою поездку туда с наблюдениями предстоящего 20 марта солнечного затмения.
И можно представить чувство разочарования участников экспедиции, вызванное тем, что во вторник в Мурманске была облачная погода, а, к примеру, в Москве было ясно, то есть весьма комфортно для наблюдения полярных сияний.
Чтобы северное сияние не стало сюрпризом, отдел науки «Газеты.Ru» может посоветовать следить за солнечной активностью на специализированных сайтах. Выброс заряженных частиц Солнцем происходит не со скоростью света, как солнечное излучение, и проходит два-три дня, прежде чем солнечный ветер достигнет магнитного поля Земли и вызовет в ее атмосфере красочные всполохи. К тому же далеко не каждая вспышка на Солнце вызовет полярное сияние. Поэтому проще всего следить за так называемым усредненным планетарным индексом отклонения магнитного поля Земли от нормы — Kp-индексом.
Это логарифмический индекс, который измеряется от 0 до 9 баллов. 5–6 баллов — это геомагнитная буря, 7–8 баллов — геомагнитный шторм. В Мурманске можно увидеть полярное сияние при значении Kp около 3, в Москве — около 6.
close
100%
Опытные наблюдатели полярных сияний в последние годы начали устанавливать себе на смартфоны специальные программы, которые сообщают о том, если индекс Kp начинает повышаться.
«Пугают людей аномалиями»
Странное свечение ночного неба над европейской частью России в ночь на воскресенье представляло собой…
17 июня 14:04
На момент сдачи материала индекс, по данным сайта http://www.swpc.noaa.gov, где публикуется информация о космической погоде по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), Kp-индекс составлял 8. По анимации полярных сияний за последние часы можно заметить, что зона с сияниями уже ушла к северо-западу от Москвы.
Но ничто не мешает этой зоне вернуться: нынешнее полярное сияние стало следствием мощной вспышки на Солнце, которая наблюдалась 15 марта.
Эта вспышка не является единственной: на протяжении последующих 36 часов произошли еще три вспышки, и только во вторник Солнце немного успокоилось. Так что отдел науки «Газеты.Ru» советует почаще смотреть на небо в темное время суток как этой, так и предстоящей ночью.
Северное сияние — природа явления, примеры, видео
Северное сияние (оно же полярное сияние) представляет собой особое природное явление, возникающее вследствие прямого взаимодействия солнечных частиц ветра с верхними слоями атмосфер, включающих в свой состав магнитосферу.
Какова природа полярных сияний?
Возникновение полярных сияний происходит в ограниченных участках верхних атмосферных слоёв и обуславливается попаданием в полярную ионосферу заряженных частиц солнечного ветра. Эти частицы проникают туда через южный и северный полярные каспы (особые области в магнитосферном слое, имеющие вид воронки).
Когда энергичные частицы солнечного ветра сталкиваются с верхними слоями атмосферы, частицы молекул и атомов газов, входящие в состав атмосферы, приходят в резкое возбуждение.
Изучая природу северных сияний, нужно учитывать, что процессы ионизации заряженными низкоэнергичными частичками происходят, когда эти самые частицы находятся в конце своего пути. Кроме того, на больших высотах плотность атмосферы значительно меньше, чем в нижних слоях. Такие особенности прямо указывают на то, что 
Различный состав атмосфер планет обуславливает и принятие полярными сияниями определённой формы (с нечёткими верхними и резко очерченными нижними границами).
Полярные сияния планеты Земля
Северные сияния Земли возникают преимущественно в высоких широтах, в особых овальных зонах, опоясывающих магнитные полюса планеты и называемых авроральными овалами. В условиях спокойного Солнца диаметр этих овалов составляет около 3000 км. Угол отклонения между границами авроральных овалов и магнитным полюсом на ночной стороне составляет 20-23º, а на дневной стороне – 10-16º. При вычислении широт, в которых случаются северные сияния, нужно учитывать разницу между географическими и магнитными полюсами Земли (она составляет примерно 12º). Из этого следует, что северные сияния могут наблюдаться в широтах 67-70º.
В те периоды, когда Солнце находится в фазе активности, размеры авроральных овалов увеличиваются, что обуславливает появление северных сияний в более низких широтах (отклонение происходит на 20-25º севернее или южнее того места, где они появляются в периоды солнечного покоя).
Существует даже место, где полярные сияния случаются регулярно. Это – остров Стюарт, находящийся на 47º параллели. За постоянные свечения в небе этот остров прозвали «Пылающими Небесами».
Выше уже отмечалось, что спектр полярных сияний земли представлен преимущественно излучениями двух главных компонентов атмосферы – азота и кислорода. Причём линии излучения этих элементов могут быть как атомарными, так и молекулярными (с ионизированными или нейтральными молекулами). Наибольшая интенсивность наблюдается у линий излучения молекулярных ионов азота и атомарного кислорода.
Кислород начинает светиться зелёной линией (с продолжительностью свечения 0.74 с) вследствие возбуждения атомных частиц с длиной волн 557,7 нм, или красной линией в результате возбуждения атомов с дуплетной длиной волны – 636,4 и 630 нм (продолжительность свечения составляет 110 с). Излучение красных дуплетных линий происходит обычно на высоте 1500-400 км, где атмосфера имеет малую плотность (что обуславливает низкую скорость гашения возбуждений атомных частиц).
Молекулярные ионизированные частицы азота могут излучать ближний ультрафиолетовый свет (если длина волн возбуждённых атомов составляет 391,4 нм), зелёный свет (при длине волн 522, 8 нм) и фиолетовый свет (при длине волн 427,8 нм). Все эти данные – лишь условность, поскольку оттенки новых полярных сияний могут изменяться под влиянием погодных факторов и изменений в химическом составе атмосферы.
Изменения спектра полярных сияний происходят и при увеличении высоты. В спектре северного сияния могут преобладать различные линии излучения, и в соответствии с этим происходит разделение этого красивого природного явления на два типа:
- Северные сияния типа А, возникающие на очень больших высотах. В них преобладают атомарные линии излучения.
- Северные сияния типа В, появляющиеся на небольшой высоте (около 80-90 км). Преобладающими линиями излучения в них становятся молекулярные. Высокая плотность атмосферы на низких высотах обуславливает быстрое гашение атомарных линий излучения (поэтому их нельзя видеть в полярных сияниях, возникающих в нижних слоях атмосферы).
Замечено, что появление полярных сияний чаще всего приходится на весну или осень. Максимальная вероятность возникновения красивого свечения в небе приходится на ближайшие к осеннему или весеннему равноденствию дни. Полярное сияние способствует выделению в атмосферу огромного количества тепловой энергии. Например, в 2007 году, во время одного из северных сияний, было выделено около 5·1014 Дж.
Если наблюдать за северным сиянием с земли, можно увидеть, как тёмное небо начинает светиться различными оттенками, по нему двигаются цветные полосы и лучи. Продолжительность у этого явления может быть разной, от нескольких минут (часов) до нескольких суток.
Полярные сияния, возникающие в южном и северном полушариях, являются асимметричными относительно друг друга.
Изначально считалось, что появляющиеся в разных полушариях Земли свечения имеют одинаковую форму и размер. Но после наблюдений за северным сиянием из космоса это мнение было опровергнуто.
Другие разновидности полярных сияний
Полярные сияния возникают не только на Земле. Их наблюдают и на других планетах – Венере и Марсе. Полярные сияния на Венере лучше всего видны с ночной стороны. Возникают они вследствие ударения частиц солнечного ветра об атмосферу планеты. Свечения на Венере проявляют себя в виде светлых пятен разной формы и размера. Интересно, что магнитное поле Венеры отличается малой интенсивностью, но сияния при этом всё же появляются здесь. Иногда свечения даже охватывают весь диск планеты.
В августе 2004 года космические исследования доказали, что полярные излучения возникают и на Марсе. Свечение было обнаружено на участке Terra Cimmeria, расположенном на широте 52º ю. ш., 177º в. д. Высота излучающей области составила примерно 8 км, а её общий размер в поперечном сечении – около 30 км.
На основании полученных с космического корабля Mars Global Surveyor данных была составлена карта разломов коры Марса.
По ней было определено, что свечения на Марсе локализуются в районе прохождения магнитного поля планеты. Это говорит нам о природе световых излучений. Они являются ничем иным, как потоком электронов, передвигающихся к верхним атмосферным слоям вдоль линий магнитного поля. Фотографии с космических аппаратов демонстрируют появление полярных сияний на Юпитере, Нептуне и Уране.
Интересно, что полярные сияния можно создавать искусственно, а затем исследовать их поведение. Подобный эксперимент уже был проведён в 1975 году советско-французскими исследователями.
Полет на параплане через северное сияние
26 января 2016 года 33-летний испанец Орасио Льоренс совершил полёт на параплане сквозь северное сияние. Видеосъемка столь необычного мероприятия проходила над Тромсё в Норвегии. Скорость полета параглайдера при этом достигала 60 км/ч.
Для защиты экстремала от переохлаждения были использованы гидрокостюм и перчатки с подогревом. Температура воздуха на земле на момент съемки ыла -15ºC. Даже в случае аварийной посадки на воду, пилот смог бы провести в гидрокостюме время до прибытия спасателей.
ВСЕ ФОТОГРАФИИ БЫЛИ КУПЛЕНЫ НА
SHUTTERSTOCK.COM
Сохранить
Аврора | Национальное географическое общество
Полярное сияние — это явление естественного света, мерцающее в небе. Разноцветные синие, красные, желтые, зеленые и оранжевые огни плавно меняют форму и меняют форму, словно мягко развевающиеся занавески. Полярные сияния видны только ночью и обычно появляются только в более низких полярных регионах.
Полярные сияния видны почти каждую ночь вблизи Полярного и Южного полярных кругов, которые находятся примерно в 66,5 градусах к северу и югу от экватора. На севере это явление называют полярным сиянием или северным сиянием. На юге его называют aurora australis, или южным сиянием.
Полярные сияния и солнечный ветер
Деятельность, создающая полярные сияния, начинается на Солнце. Солнце — это шар сверхгорячих газов, состоящий из электрически заряженных частиц, называемых ионами. Ионы, которые непрерывно текут с поверхности Солнца, называются солнечным ветром.
Когда солнечный ветер приближается к Земле, он сталкивается с магнитным полем Земли. Без этого магнитного поля, защищающего планету, солнечный ветер сдул бы хрупкую атмосферу Земли, препятствуя возникновению всей жизни. Большая часть солнечного ветра блокируется магнитосферой, а ионы, обогнув планету, продолжают двигаться дальше вглубь Солнечной системы.
Хотя большая часть солнечного ветра блокируется магнитосферой, некоторые ионы ненадолго задерживаются в кольцеобразных удерживающих зонах вокруг планеты.
Эти области в области атмосферы, называемой ионосферой, сосредоточены вокруг геомагнитных полюсов Земли. Геомагнитные полюса отмечают наклонную ось магнитного поля Земли. Они лежат примерно в 1300 километрах (800 миль) от географических полюсов, но медленно движутся.
В ионосфере ионы солнечного ветра сталкиваются с атомами кислорода и азота из атмосферы Земли. Энергия, высвобождаемая при этих столкновениях, создает вокруг полюсов красочный светящийся ореол — полярное сияние. Большинство полярных сияний происходит около 97-1000 километров (60-620 миль) над поверхностью Земли.
Самые активные полярные сияния случаются, когда солнечный ветер самый сильный. Солнечный ветер обычно довольно постоянен, но солнечная погода — нагревание и охлаждение различных частей солнца — может меняться ежедневно.
Солнечная погода часто измеряется солнечными пятнами. Солнечные пятна являются самой холодной частью Солнца и выглядят как темные пятна на его раскаленной добела поверхности.
Солнечные вспышки и корональные выбросы массы связаны с солнечными пятнами. Солнечные вспышки и корональные выбросы массы — это внезапные дополнительные выбросы энергии в солнечном ветре. Активность солнечных пятен отслеживается в течение 11-летнего цикла. Яркие, устойчивые полярные сияния наиболее заметны в разгар активности солнечных пятен.
Некоторая повышенная активность солнечного ветра происходит во время каждого равноденствия. Эти регулярные колебания известны как магнитные бури. Магнитные бури могут привести к появлению полярных сияний в средних широтах во время весеннего и осеннего равноденствий. Полярные сияния были видны на юге вплоть до полуострова Юкатан в Мексике.
Магнитные бури и активные полярные сияния иногда могут мешать связи. Они могут нарушать радио- и радарные сигналы. Сильные магнитные бури могут вывести из строя даже спутники связи.
Раскрашивание полярного сияния
Цвета полярного сияния различаются в зависимости от высоты и типа задействованных атомов.
Если ионы сталкиваются с атомами кислорода высоко в атмосфере, взаимодействие вызывает красное свечение. Это необычное полярное сияние — самый знакомый вид, зелено-желтый оттенок, возникает, когда ионы сталкиваются с кислородом на более низких высотах. Красноватый и голубоватый свет, который часто появляется в нижних полосах полярных сияний, создается ионами, ударяющими по атомам азота. Ионы, сталкивающиеся с атомами водорода и гелия, могут создавать синие и пурпурные полярные сияния, хотя наши глаза редко могут обнаружить эту часть электромагнитного спектра.
Чтобы узнать больше о загадочных световых явлениях, ученые запустили спутники, специально предназначенные для изучения полярных сияний. До 2005 года спутник НАСА IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration) использовал ультрафиолетовые и радиоволны для изучения полярных сияний и того, как они формируются.
Краткий факт
Ветер рассвета
Северное сияние , или северное сияние, изучали древнеримские и греческие астрономы.
Явление было названо в честь римской богини утренней зари Авроры и греческого бога северного ветра Борея.
Fast Fact
Fox Fire
В Финляндии северное сияние называют revontulet , что буквально переводится как лисьи огни. Согласно одной финской народной сказке, огни вызваны тем, что волшебная лиса взмахивает хвостом по снегу и запускает искры в небо.
Статьи и профили
Новости National Geographic: Солнечная буря приближается к Земле сегодня вечером — может породить полярные сияния National Geographic Science: Северные сияния — небесное сияние
Изображения
Фотогалерея National Geographic: New Aurora Pictures
Северное сияние (Северное сияние): что это такое и как его увидеть
Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.
Северное сияние (северное сияние) освещает небо над Финским заливом.
(Изображение предоставлено Shutterstock)Северное сияние, или северное сияние, — это прекрасные танцующие волны света, которые на протяжении тысячелетий очаровывали людей. Но при всей своей красоте, это эффектное световое шоу является довольно бурным событием.
Заряженные частицы солнца врезаются в верхние слои атмосферы Земли со скоростью до 45 миллионов миль в час (72 миллиона километров в час), но магнитное поле нашей планеты защищает нас от натиска.
По мере того, как магнитное поле Земли перенаправляет частицы к полюсам — есть и южное сияние, о котором вы можете прочитать ниже — драматический процесс превращается в кинематографическое атмосферное явление, которое ослепляет и очаровывает как ученых, так и наблюдателей за небом.
Полярные сияния над Землей: удивительные фотографии северного сияния из космоса
История северного сияния
Хотя именно итальянский астроном Галилео Галилей придумал название «северное сияние» в 1619 году — в честь римской богини утренней зари Авроры и греческого бога северного ветра Борея — самая ранняя предполагаемая запись о северном сиянии содержится в наскальной живописи возрастом 30 000 лет во Франции .
С тех пор цивилизации по всему миру восхищались этим небесным явлением, приписывая всевозможные мифы о происхождении танцующих огней. Один североамериканский инуит 9Легенда 0069 предполагает, что северное сияние — это духи, играющие в мяч головой моржа, в то время как викинги думали, что это явление — свет, отражающийся от доспехов валькирий, сверхъестественных дев, переносивших воинов в загробную жизнь.
Ранние астрономы также упоминали северное сияние в своих записях. Например, королевский астроном при вавилонском царе Навуходоносоре II записал свой отчет об этом явлении на табличке, датированной 567 г. до н. э., в то время как китайский отчет от 19 г.3 г. до н.э. также отмечает полярное сияние, согласно НАСА (открывается в новой вкладке).
Наука о северном сиянии не была теоретизирована до начала 20-го века. Норвежский ученый Кристиан Биркеланд предположил, что электроны, испускаемые солнечными пятнами, производят атмосферное свечение после того, как магнитное поле Земли направило их к полюсам.
Теория в конечном итоге окажется верной, но только спустя много времени после смерти Биркеланда в 1917 году.
Что такое северное сияние?
В любой момент солнце выбрасывает заряженные частицы из своей короны или верхних слоев атмосферы, создавая так называемый солнечный ветер . Когда этот ветер врезается в ионосферу Земли , или верхние слои атмосферы, рождается полярное сияние. В Северном полушарии это явление называется северным сиянием (aurora Borealis), а в Южном полушарии — южным сиянием (Aurora australis).
«Эти частицы отклоняются к полюсам Земли магнитным полем нашей планеты и взаимодействуют с нашей атмосферой, выделяя энергию и заставляя атмосферу флуоресцировать», — сказал астроном Билли Титс, директор обсерватории Дайера в Университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси.
.
Яркие цвета северного сияния обусловлены химическим составом атмосферы Земли.
«Каждый тип атома или молекулы, будь то атомарный водород или молекула, подобная углекислому газу, поглощает и излучает свой собственный уникальный набор цветов, что аналогично тому, как у каждого человека есть уникальный набор отпечатков пальцев», — сказал Титс Space. .ком. «Некоторые из доминирующих цветов, видимых в полярных сияниях, — красный, оттенок, создаваемый молекулами азота, и зеленый, который создается молекулами кислорода».
В то время как солнечный ветер постоянен, выбросы солнца проходят примерно 11-летний цикл активности. Иногда бывает затишье, а иногда сильные бури бомбардируют Землю огромным количеством энергии. В это время северное сияние наиболее яркое и частое. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), последний солнечный максимум или период пиковой активности пришелся на 2014 г., а следующий примерно на 2025 г.
Несмотря на многочисленные достижения в области гелиофизики и изучения атмосферы, многое в отношении северного сияния остается загадкой.
Например, исследователи не были полностью уверены, как заряженные энергией частицы солнечного ветра разгоняются до своих необычайных скоростей (45 миллионов миль в час) до июня 2021 года, когда исследование, опубликованное в журнале Nature Communications , подтвердило что явление, называемое альфвеновскими волнами, дало толчок частицам. Альфвеновские волны представляют собой низкочастотные, но мощные волны, возникающие в плазме под действием электромагнитных сил; электроны, создающие северное сияние, «плывут» по этим волнам в атмосфере Земли, быстро ускоряясь.
НАСА также ищет подсказки о том, как работает северное сияние. В 2018 году космическое агентство запустило Parker Solar Probe , который в настоящее время вращается вокруг Солнца и в конечном итоге подойдет достаточно близко, чтобы «коснуться» короны. Находясь там, космический корабль будет собирать информацию, которая может рассказать больше о северном сиянии.
Северное сияние лучше всего видно зимой, когда ночи длинные.
Часы терпения фотографа Даниэле Боффелли привели к созданию этого изображения, на котором запечатлены и облака, и полярные сияния в ночном небе. (Изображение предоставлено Даниэлем Боффелли)Северное сияние, южное сияние и СТИВ
На Земле аналогом северного сияния в Южном полушарии является южное сияние — они физически одинаковы и отличаются только своим местоположением. Таким образом, ученые ожидают, что они произойдут одновременно во время солнечной бури, но иногда начало одного отстает от другого.
«Одним из наиболее сложных аспектов ночных сияний является сравнение северного сияния с северным сиянием», — сказал Стивен Петринек, физик аэрокосмической компании Lockheed Martin, специализирующийся на физике магнитосферы и гелиосферы.
«В то время как некоторые выбросы полярных сияний происходят в обоих полушариях в одно и то же местное магнитное время, другие выбросы появляются в противоположных секторах двух полушарий в разное время — например, перед полуночью в Северном полушарии и после полуночи в Южном полушарии.
», — сказал Петринец Space.com.
Полушарная асимметрия полярного сияния частично связана с тем, что магнитное поле Солнца взаимодействует с магнитным полем Земли, но исследование этого явления продолжается.
Другое явление, похожее на северное сияние, на Земле — СТИВ («Сильное повышение скорости теплового излучения»). Подобно северному и южному сиянию, STEVE представляет собой светящееся атмосферное явление, но выглядит немного иначе, чем волнообразные полярные сияния. «Эти выбросы выглядят как узкая и отчетливая дуга, обычно пурпурного цвета и часто включают зеленую структуру частокола, которая медленно движется на запад», — сказал Петринец.
СТИВ также виден с более низких широт, ближе к экватору, чем полярные сияния.
Исследование 2019 года, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters , обнаружило, что STEVE является результатом двух механизмов: розовато-лиловые полосы вызваны нагревом заряженных частиц в верхних слоях атмосферы, в то время как пикет- структура забора возникает из-за попадания электронов в атмосферу.
Последний процесс является той же движущей силой полярного сияния, что делает СТИВА особым гибридом полярного сияния.
Полярные сияния в других мирах
Полярные сияния случаются и на других планетах — все, что требуется для возникновения полярных сияний, — это атмосфера и магнитное поле.
«Полярные сияния наблюдались в атмосферах всех газовых планет-гигантов, что неудивительно, поскольку все эти планеты обладают сильными магнитными полями», — сказал Джефф Регестер, преподаватель физики и астрономии в Университете Хай-Пойнт в Северной Каролине. «Более удивительно, что полярные сияния были обнаружены как на Венере, так и на Марсе, оба из которых имеют очень слабые магнитные поля».
Действительно, ученые каталогизировали три различных типа марсианских полярных сияний. Одно происходит только на дневной стороне планеты, другое — широко распространенное явление в ночное время, вызванное сильными солнечными бурями, а третье — гораздо более неоднородное явление на ночной стороне.
Марсианский орбитальный аппарат «Надежда», первая в истории межпланетная миссия Объединенных Арабских Эмиратов, сумел запечатлеть дискретное ночное полярное сияние вскоре после прибытия на Красную планету в начале 2021 года. Наблюдения зонда могут помочь ученым лучше понять это загадочное явление.
Магнитное поле Юпитера в 20 000 раз сильнее, чем у Земли, поэтому полярные сияния планеты-гиганта намного ярче тех, что сияют в нашем небе. И огни Юпитера вызваны не только солнечным ветром: большинство частиц, которые вызывают полярные сияния планеты, выбрасываются в космос близкой к ней луной Ио, самым вулканическим телом в Солнечной системе.
Астрономы даже мельком наблюдали видимую авроральную активность в других солнечных системах. Например, в двух исследованиях, проведенных в октябре 2021 года, сообщалось об обнаружении радиоволн, излучаемых несколькими красными карликами, звездами меньшего размера и тусклее, чем наше собственное Солнце.
Эти радиоволны, вероятно, связаны с своего рода «обратным» полярным сиянием, которое вспыхивает вблизи звезд и управляется частицами, испускаемыми планетами, находящимися на близкой орбите, говорят исследователи.
«Наша модель этого радиоизлучения наших звезд представляет собой увеличенную версию Юпитера и Ио, с планетой, окутанной магнитным полем звезды, подпитывающим материю огромными потоками, которые так же питают яркие полярные сияния», — Джозеф Каллингем, радиоастроном из Лейденского университета в Нидерландах и голландской национальной обсерватории ASTRON и соавтор обоих новых исследований, говорится в заявлении . «Это зрелище привлекло наше внимание с расстояния в несколько световых лет».
Эти питающие планеты на данный момент остаются гипотетическими; никто еще не обнаружил каких-либо вращающихся красных карликов, которые изучала команда. Но если Кэллингем и его коллеги правы, астрономы могут получить в свое распоряжение новую мощную технику поиска планет.
Ожидается, что полярные сияния относительно обычны и в небе экзопланет. Но нам нужно получше рассмотреть эти далекие миры, чтобы увидеть их световые шоу напрямую.
Где и когда увидеть северное сияние
Увидеть северное сияние собственными глазами — одно из самых заветных мест для любителей астрономии и путешественников.
К счастью, они встречаются часто.
«Северное сияние происходит 24 часа в сутки, семь дней в неделю, 365 дней в году», — сказал фотограф Чад Блейкли, владелец туристической компании, специализирующейся на наблюдениях за северным сиянием Lights Over Lapland . Но это не значит, что их легко заметить; нужно оказаться в нужном месте в нужное время.
Лучшее место, где можно увидеть северное сияние, — это любое место в «зоне полярного сияния», районе в радиусе примерно 1550 миль (2500 километров) от Северного полюса, согласно Геофизическая обсерватория Тромсё в Норвегии. Именно здесь чаще всего происходит полярное сияние, хотя во время особенно сильных солнечных бурь это явление может распространяться и дальше на юг.
Связанный: Где увидеть северное сияние: путеводитель по северному сиянию 2022 года
Например, в марте 1989 года мощное солнечное извержение сделало северное сияние видимым, хотя и ненадолго, для людей даже на юге, вплоть до Гондураса.
(Однако были и некоторые негативные последствия: геомагнитная буря, усилившая полярное сияние, также временно отключила электричество во всей канадской провинции Квебек.)
В зоне полярного сияния лучше находиться как можно дальше от городских огней, чтобы обеспечить максимальную видимость. Но попасть в центр арктической пустыни довольно сложно, даже с гидом, поэтому лучше обосноваться в месте с надежной инфраструктурой, например в Фэрбенксе на Аляске; Йеллоунайф, Канада; Шпицберген, Норвегия; Национальный парк Абиско в Швеции; Рованиеми, Финляндия; и почти везде в Исландии.
Лучшее время года, чтобы увидеть северное сияние, — с сентября по апрель, когда небо достаточно темнеет, чтобы увидеть северное сияние. (В дальних северных регионах светит полуночное солнце, или 24 часа дневного света летом.) Большинство действий обычно происходит между 9 часами ночи.вечера. и 3 часа ночи, по данным Геофизического института Университета Аляски в Фэрбенксе (открывается в новой вкладке).
Помните о фазах луны , так как яркая полная луна может наполнить ночное небо светом. Также проверяйте местные прогнозы погоды, потому что вы не сможете заметить полярное сияние сквозь облака.
Вы также можете отслеживать прогнозы полярных сияний от Геофизического института Университета Аляски в Фэрбенксе (открывается в новой вкладке) и NOAA, который предлагает как трехдневный (откроется в новой вкладке) и 30-минутный прогноз (откроется в новой вкладке).
Истории по теме:
Дополнительные ресурсы
Вы можете узнать больше о северном сиянии на странице северного сияния НАСА (откроется в новой вкладке). Центр прогнозирования космической погоды NOAA предоставляет 30-минутный прогноз северного сияния здесь (открывается в новой вкладке), и вы можете смотреть прямые трансляции северного сияния через Explore.org (открывается в новой вкладке).
Если вы хотите узнать больше о Кристиане Биркеланде, посмотрите «Северное сияние: Правдивая история человека, который раскрыл секреты северного сияния (открывается в новой вкладке)» (Vintage, 2002) Люси Джаго.
И вы можете быть в курсе о миссии НАСА Parker Solar Probe, следя за ее блогом (откроется в новой вкладке).
Библиография
- Бартон, К. «Легенды о северном сиянии», CBC News, 10 декабря 2019 г. https://newsinteractives.cbc.ca/longform/legends-of-the-northern-lights
- Callingham J. и соавт. «Популяция карликов M, наблюдаемая на низких радиочастотах», Nature Astronomy, Vol. 5, декабрь 2021 г. https://doi.org/10.1038/s41550-021-01483-0
- НАСА, «Часто задаваемые вопросы: как солнечный цикл влияет на климат Земли?» https://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/solar-events-news/Does-the-Solar-Cycle-Affect-Earths-Climate.html
- НАСА, «История полярных сияний», 2006 г. https://www.nasa.gov/mission_pages/themis/auroras/aurora_history.html
- Nishimura Y. et al. «Магнитосферные сигнатуры STEVE: последствия для магнитосферного источника энергии и межполушарного сопряжения», Geophysical Research Letters, Vol. 46, выпуск 11, апрель 2019 г. https://doi. org/10.1029/2019GL082460
- Schroeder, J.W.R. и другие. «Лабораторные измерения физики ускорения авроральных электронов альфвеновскими волнами», Nature Communications 12, 3103, июнь 2021 г. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23377-5
org/10.1029/2019GL082460Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom (открывается в новой вкладке) или Facebook (открывается в новой вкладке) .
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Писатель Space.com Стефани Вальдек — космический ботаник-самоучка и фанат авиации, которая увлечена космическими полетами и астрономией. Имея опыт работы в журналистике путешествий и дизайна, а также степень бакалавра искусств Нью-Йоркского университета, она специализируется на многообещающей индустрии космического туризма и наземном астротуризме.