Полярное сияние

Полярные сияния на других планетах

Полярное сияние на Юпитере, снимок в ультрафиолете (Hubble Space Telescope)

Хотя Венера и не имеет достаточно сильного магнитного поля, они появляются в виде светлых и диффузных пятен различной формы и интенсивности, иногда затрагивающие весь планетарный диск. Сияния на Венере образуются путём соударений электронов солнечного ветра и атмосферы планеты и особенно хорошо видны на ночной стороне атмосферы.

Полярные сияния также были обнаружены и на Марсе, 14 августа 2004 года, инструментом SPICAM на борту Mars Express. Оно находилось в районе Terra Cimmeria (52º ю. ш. 177º в. д.). Общий размер излучающей области составлял около 30 км в поперечнике, и примерно 8 км в высоту. Анализируя карту разломов коры, скомпилированную из данных космического аппарата Mars Global Surveyor, учёные заметили, что области выбросов соответствуют району, где локализовано магнитное поле. Это указывает на то, что обнаруженное световое излучение было потоком электронов, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля в верхние слои атмосферы Марса.

Полярное сияние на Сатурне, комбинированный снимок в ультрафиолете и видимом свете (Hubble Space Telescope)

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. Так, высочайшим в Солнечной системе (1200 км) является северное сияние Сатурна. Особенностью наблюдений с Земли (и вообще из внутренних областей Солнечной системы) планет-гигантов является то, что они обращены наблюдателю освещённой Солнцем стороной и в видимом диапазоне их полярные сияния теряются в отражённом солнечном свете. Однако благодаря высокому содержанию водорода в их атмосферах, излучению ионизированного водорода в ультрафиолетовом диапазоне и малому альбедо планет-гигантов в ультрафиолете, с помощью внеатмосферных телескопов (космический телескоп «Хаббл») получены достаточно чёткие изображения полярных сияний этих планет.

Особенностью Юпитера является влияние его спутников на полярные сияния: в областях «проекций» пучков силовых линий магнитного поля на авроральный овал Юпитера наблюдаются яркие области полярного сияния, возбуждённые токами, вызванными движением спутников в его магнитосфере и выбросом ионизированного материала спутниками — последнее особенно сказывается в случае Ио с её вулканизмом.

На изображении полярного сияния Юпитера, сделанного космическим телескопом «Хаббл» заметны такие проекции: Ио (пятно с «хвостом» вдоль левого лимба), Ганимеда (в центре) и Европы (чуть ниже и справа от следа Ганимеда).

На Уране и Нептуне также были отмечены полярные сияния.

Легенды, предания и мифы о северном сиянии.

Древние народы, живущие в непосредственной близости от зон возникновения полярных сияний, по вполне понятным причинам, придавали им магическое значение и по-своему пытались объяснить их природу. Именно по последнему признаку мы и разделим дошедшие до нас легенды на группы. Итак,

1. Северное сияние – это граница между миром живых и мертвых. Легенды и мифы о северном сиянии.

Такого мнения придерживались:

• Норвежцы. В древней норвежской мифологии неоднократно упоминается мост Бифрост – дрожащая арка, пересекающая небо и соединяющая миры богов и людей. Именно по этому мосту сходили боги к людям. Не исключено, что прообразом для этого моста выступило именно северное сияние. Хотя некоторые исследователи мост Бифрост связывают с другим атмосферным явлением — радугой.
• Финны. Здесь уже северные сияния ассоциируются не с мостом, а с огненной рекой Ружей. Но значение остается то же – граница между живыми и небожителями.

2. Северное сияние — это души умерших людей. Легенды и мифы о северном сиянии.

Встречается у следующих народов:

• Норвежцы. Другие же норвежские легенды утверждают, что северное сияние – это не что иное, как танец душ умерших дев. Весьма романтичными, видимо, были древние норвежцы…
• Индейцы. Ну, а индейцы племени Лиса из Висконсина в северном сиянии ничего романтического не находили, считая его привидениями душ убитых врагов. Видимо, много последних было на совести у индейцев. Тут уж не до романтики.

Довольно распространенное объяснение природы северных сияний. Вот некоторые примеры.

• Норвежцы. Да, снова они. Такое разнообразие легенд не удивительно – северное сияние принимало каждый раз новые формы. Что же было делать невежественным норвежцам? Только придумывать все новые и новые легенды. Позавчера это было похоже на мост, вчера – на танец дев, а сегодня… Сегодня это отсветы от оружия и доспехов прекрасных дев-воительниц – валькирий. Валькирии – это дочери славных воинов или конунгов, которые верхом на крылатых конях реяли над полем битвы. А выискивали девы души самых храбрых воинов, чтобы забрать их с собой в небесную страну – Вальхаллу. Красивая сказка… А древние норвежцы – настоящие поэты!
• Индейцы Северной Америки. Здесь уже северное сияние выступает как свет от фонарей духов, которые спускаются на землю в поисках душ умерших охотников. Весьма прозаично. Нет, не романтики индейцы, не романтики. Куда им до бурной фантазии норвежцев!
• Другие племена североамериканских индейцев усматривали в северном сиянии свет от огней всемогущих и ужасных северных шаманов.
• Индейцы же, проживающие на севере Канады и Аляски, считали северное сияние светом из распахнутых окон небесного дворца, населенного душами умерших людей. И открывались эти окна только в том случае, когда небожителям нужно было призвать в свои ряды чью-то душу. И самым ужасным является то, что нередко кто-нибудь откликался на этот зов и отправлялся навсегда в белое безмолвие навстречу своей гибели.
• Эскимосы. А вот эскимосы (у которых, видимо, с фантазией тоже все было в порядке) были уверены, что северное сияние вызывают духи, играющие в футбол. Причем вместо какого-то там банального мяча они использовали череп моржа. Ну, а эскимосы, запасшись попкорном, наверное, рассаживались на трибунах огромного небесного стадиона и болели за свои любимые команды. Причем, они, наивные, были уверены, что стоит им хлопнуть в ладоши, как северное сияние исчезнет. Так что, болели они, по-видимому, без бурных аплодисментов. Впрочем, если бы кто в пылу страсти и хлопнул, они без труда вернули бы небесное освещение свистом. Вот такие они, эскимосы: просто все у них. Хлопнул – погасло, свистнул – загорелось. А то поток заряженных электронов… Вдоль силовых линий…
• Австралийцы. Ну, а австралийские аборигены, рассматривая у себя в южном полушарии южное сияние, никаких отсветов или отражений не видели, а попросту принимали разноцветные всполохи за самих богов. Танцующих богов. Хорошо им там, на югах. Даже боги у них веселые, танцевать любят. Не то, что у нас, на севере. Погода серая, мерзкая – вот и боги такие же, ничего хорошего от них ждать не приходится. Гадости одни. Впрочем, эскимосам, вон, повезло.

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».

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.

Северное сияние интересные факты. 10 восхитительных фактов о северном сиянии

Полярное или северное сияние — невероятной красоты природный феномен, на протяжении веков будоражащий умы человечества. Действительно, что может быть прекраснее игры цвета и света в окружении звезд? Но много ли мы знаем об этой красоте?А сегодня мы собрали десять интересных фактов об этом удивительном чуде.Северное сияние видно из космоса Из космоса северное сияние видно еще лучше, причем настолько, что кажется, будто его можно потрогать. Международная космическая станция постоянно делает снимки полярного сияния из космоса. Северное сияние сложно предсказатьМногие космические явления, такие как метеоритный дождь например, ученые могут предсказать. Северное сияние предсказать затруднительно, поскольку узнать форму магнитного поля в корональном выбросе массы сложно. Ученые не могут точно указать направление сияния до тех пор, пока оно не начнется. Бывают и южные сиянияМы привыкли к термину «северное сияние», но это вовсе не значит, что это явление можно наблюдать лишь на севере. На юге захватывающее природное явление тоже есть, и оно называется южным полярным сиянием.Следующий большой цикл будет в 2024 году На интенсивности и разнообразии цветов северного сияния отражается солнечная активность. Ее цикл равен 11 годам. В последний раз ученые зафиксировали необычайную солнечную активность в 2013 году, так что в 2024 году нас ждет настоящее шоу.Разные ионы дают разные цветаМы привыкли, что цвета радуги неизменны. Однако, когда речь идет о северном сиянии, мы не можем сказать точно, какие цвета увидим. Цвета зависят от того, какие атмосферные газы сталкиваются

Например, из-за кислорода получается зеленый цвет, азот дает голубой или красноватый, а гелий — нечто среднее между голубым и фиолетовым.Северное сияние изучали многие известные людиКак и другие природные явления, северное сияние привлекало внимание многих знаменитых умов в истории. Да и кто бы не заинтересовался такой удивительной и таинственной красотой? Аристотель, Сенека, Декарт, Тихо Браге и Бенджамин Франклин старались познать все секреты северного сияния

Галилео Галилей и Пьер Гассенди первыми дали северному сиянию названиеИтальянский астроном, физик, инженер и философ Галилео Галилей имел, как вы знаете, множество талантов. Его называли отцом науки, отцом современной физики, и он значительно повлиял на научный мир эпохи Возрождения. Так что неудивительно, что именно он дал название природному феномену северного сияния. Однако Пьер Гассенди в это же время назвал это явление так же.Северное сияние дальше, чем кажетсяСеверное сияние завораживает, потому что кажется, что оно совсем близко. Представляется, что оно проплывает прямо над вашей головой. Но это лишь оптическая иллюзия. Фактически всё действие происходит приблизительно в ста километрах над уровнем земли, а красные цвета появляются и вовсе на расстоянии 320 километров. В различных культурах существуют легенды о северном сиянииДо того как начала развиваться наука, люди объясняли природные явления иначе. Племя маори в Новой Зеландии и многие жители Северной Европы и Северной Америки считали, что северное сияние — это отражение факелов и костров. Индейцы меномини из Висконсина верили, что сияние показывает, где находятся великаны, которые были призраками охотников и рыбаков. Инуиты на Аляске полагали, что огни сияния были душами животных и людей.Северное сияние есть не только на ЗемлеСеверное сияние вовсе не особенность нашей планеты. Оно есть и на других планетах и располагается также вблизи их магнитных полюсов. Астрономы засняли сияние на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.

Влияние солнечной активности

Связь между активностью Солнца и полярным сиянием впервые заподозрили в конце XIX века, спустя 70 лет провели новые исследования, благодаря которым природа авроры стало известна каждому жителю планеты.

Из-за встречи заряженных частиц различных газов возникает свечение. Солнечная поверхность имеет температуру примерно в 6 тысяч, а вот ее корона разогревается до миллионов градусов по Цельсию. Ионы сталкиваются крайне интенсивно, свободные положительные и отрицательные частицы вырываются из атмосферы Солнца, вылетая на свободу в бескрайние просторы космоса.

Почему возникает северное сияние?

Получившийся ветер попадает в околоземное пространство, где перемещаются магнитным полем в сторону земных полюсов. Наша планеты надежно защищает нас от солнечных ветров. Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния

Цвета северного сияния палитра. Пять самых странных полярных сияний

Вы когда-нибудь слышали о черном сиянии или пульсирующем , о зеленых « дюнах» — недавно обнаруженном полярном сиянии в виде не вертикальных , а горизонтальных зеленых полос света?

NASA Goddard Space Flight Center / Flickr

Исследователи полярного неба обнаружили новую жемчужину в короне прекрасного явления, называемого северным сиянием. Новое зрелище — редкое и слабое — получило название «дюны». В отличие от других сияний, похожих на светящиеся шторы, «дюны» выглядят как зеленые полосы, расположенные параллельно поверхности земли на высоте ста километров и указывающие на экватор.

«Полярные сияния подобны отпечаткам пальцев на небе, — говорит физик из Хельсинкского университета и соавтор исследования Минна Палмрот. — Полярные сияния, часто называемые северным сиянием или южным сиянием, появляются, когда электроны магнитосферы Земли, попадают в атмосферу и вызывают свечение кислорода и азота. Уникальность сияниям придают особенности происходящих взаимодействий частиц».

Ученые считают, что зеленые линии «дюн» отмечают гребни атмосферных волн, где наблюдается относительно высокая плотность молекулярного кислорода. Этот кислород во время бомбардировки электронами светится зеленым. Необычные полосы возникают из-за волнистости газа в атмосфере или атмосферных волн, гребни которых — это области с более высокой плотностью воздуха, где должно быть больше кислорода, благодаря которому появляется зеленый свет. Редкие волны, зажатые между слоями более холодного воздуха, могут растягиваться на большие расстояния без перемешивания и растворения. В результате однородной структуры появляются «дюны»:

Помимо «дюн» есть и другие странные полярные сияния, которые вошли в пятерку самых необычных из недавно обнаруженных. Вот еще четыре из них.

Пульсирующее сияние представляет собой мигающие участки неба протяженностью до нескольких сотен километров. Пульсацию сложно увидеть невооруженным глазом — только с помощью светочувствительных камер. Вызывает пульсирующее сияние некая рябь в магнитосфере Земли (волны хора), посылающая последовательные импульсы электронов в атмосферу. Чаще всего данный вид сияния наблюдается после полуночи и длится нескольких секунд.

Острие Авроры (Cusp aurora), в отличие от большинства известных сияний, наблюдается в полдень и далеко на севере во время полярной ночи. Норвежский архипелаг Шпицберген является одним из немногих мест, где можно его наблюдать. Около Северного и Южного полюсов линии магнитного поля изгибаются к земле, создавая «острые выступы» в магнитосфере, расположенные в форме воронки. Частицы солнечного ветра, которые попадают через получившиеся коридоры в атмосферу, создают тусклое красное свечение, возбуждая атомы кислорода на очень большой высоте, где они имеют свойство светиться красным.

Trond Abrahamsen / Andøya Space Center Процессы, благодаря которым появляется Острие Авроры (Cusp aurora)

Стив (STEVE — Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (Сильная тепловая эмиссия повышенной скорости)) появляется южнее, чем обычные полярные сияния, и выглядит как лиловый мазок, идущий с востока на запад. Иногда его сопровождают вертикальные зеленые полосы, называемые пикетным забором. Источник этой лиловой ленты до сих пор остается загадкой. Зеленые же полосы — это светящийся на небольшой высоте кислород.

NASA Goddard Space Flight Center / Flickr

Спектральный анализ света Стива показывает мешанину разных длин волн и для создания подобного спектра нужно нечто более сложное, чем атом. Но ученые пока не знают ни одной молекулы на высоте Стива, которая могла бы излучать наблюдаемый спектр.

Черное сияние — это своего рода анти-аврора, представляющая собой чернильные пятна среди яркого свечения авроральных лент. Его очень трудно различить на фоне ночного неба. Пока каскадные электроны создают яркие полярные сияния, другие электроны поднимаются выше, благодаря электрическим полям в атмосфере. Подъем происходит не настолько быстро, чтобы возбуждать азот и кислород, поэтому вместо сияния наблюдаются черные полосы внутри сияния. Проще говоря, это пути восходящих электронов, куда не проходит свет.

Страны, в которых можно увидеть северное сияние

Солнечное (полярное) сияние можно наблюдать в нескольких странах. Ученые сделали выводы, что на Северном полюсе свечение появляется реже, чем на Южном. Однако туда не только сложнее добраться, но и остановиться практически негде.

Поэтому стоит рассматривать более доступные места. Например, Якутия, Воркута, Норильск, Нарьян-Мар, Красноярский край – Таймырский заповедник, Ямал. Во многих странах для туристов оборудованы гостиницы, смотровые площадки, есть даже небольшие поселки.

Мурманская область (Россия)

Чаще всего туристы едут в Мурманскую область. Добраться туда можно всего да 2 часа самолетом из Москвы. В Мурманске северное сияние преимущественно яркого зеленоватого оттенка, очень редко – красного.

Сильных морозов там нет. Северное сияние начинает появляться с начала осени. Наблюдать природное явление советуют из поселка Териберка. Любители экстрима могут отправиться в Хибинские горы, но зимой там мало открытых баз отдыха и может не остаться мест.

Архангельск (Россия)

Там много ясных дней и северное сияние в Архангельске видно почти из любой точки. Но если хочется получить хорошие кадры, то советуют уехать из города. Из-за светового загрязнения четкость на снимках будет плохой. Для съемки лучше найти место на берегу Северной Двины. Всполохи расцвечивают небо в период сентябрь-апрель.

Карелия (Россия)

В Карелии увидеть северное сияние можно с сентября, но только если в это время высокая солнечная активность. Искать всполохи света лучше дальше от городов. Хорошие кадры получаются в деревне Нильмогуба. Она находится на побережье Белого моря, далеко от других населенных мест.

Коми (Россия)

Там северное сияние можно наблюдать везде, несмотря на то, что явление редкое. Иногда всполохи видно даже в Сыктывкаре. Но чтобы увидеть действительно зрелищное представление, то нужно уехать дальше. Наиболее удачным местом считаются окрестности Воркуты.

Где можно увидеть северное сияние — Финляндия

В Финляндии рекомендуют посетить Кильписъярви. Из четырех ночей в три стабильно появляется северное сияние. В Соданкюля явление радует жителей раз в два дня. В 20 веке там был построен городок «Астрополис» для наблюдения и изучения полярного сияния.

В стране оборудовано несколько специальных залов, в которых природное явление воспроизводится искусственно. Иллюзия настолько полная, что даже не нужно никуда ездить, чтобы полюбоваться на игру частиц света. Если все же хочется натурального зрелища, тогда нужно отправиться в деревню Неллим или на курорты Какслауттанен, горнолыжный Луосто. Примерная цена за ночь – 150 евро.

Норвегия

В Норвегии посмотреть на северное сияние можно в городке Алту. Рядом с ним находится гора Хальде, на которой работает обсерватория. Ее построили в 19 в., но пока она закрыта.

Однако смотровая площадка там открыта и самые настойчивые добираются туда. Правда, для этого нужно 4 часа взбираться на гору. Однако и результат будет более впечатляющий, чем смотреть на сияние от подножья.

Рядом с Алту находится отель с домиками-иглу. Но лучшими местами считают Лофотенские острова и город Тромсе, расположенный в 350 км за Полярным кругом. Наблюдать северное сияние приезжают с октября по март. Киркенес – небольшой городок рядом с российской границей. Он находится в эпицентре всполохов.

Исландия

Местные жители рекомендуют отправиться на маяк Grótta. В этом месте минимальное световое загрязнение. Скрасить ожидание северного сияния поможет геотермальный бассейн, находящийся рядом. Некоторые заказывают спец-туры. Если выбрать из Рейкьявика на автобусе – поездка обойдется примерно в 50 евро, индивидуальная программа на джипах – до 2000 евро.

На окраине парка Ватнайекюдль, рядом с ледником расположена небольшая деревня Каулваведль. Северное сияние очень красочно смотрится на фоне черного неба. Там находится отель с панорамными видами из окон. Это позволяет любоваться полярным сиянием в комфорте и тепле. Наблюдать за всполохами нужно с декабря по февраль.

Швеция

В Швеции за северным сиянием нужно ехать в деревню Абиску и Бьорклиден. В первой работает центр Aurora Sky Station (находится на берегу озера). Это считается лучшим местом для наблюдения за северным сиянием. Добраться до Абиску можно самолетом до Кируны, а оттуда – оформить трансфер.

Канада

В этой стране очень низкий уровень светового загрязнения. Поэтому увеличиваются шансы увидеть северное сияние. С августа по апрель туристы приезжают за зрелищем в Йеллоунайф. Там есть отель, где можно остановиться.

Аляска

Рекомендуют наблюдать сияние в городе Фэрбанкс. Либо оформить специальный тур в парк Денали. Северное сияние на Аляске активно в период август-май, с 22.00 до 3.00. Согреваться помогают горячие источники, отели.