В 1619 году Галилео Галилей, подняв голову и увидев на ночном небе зелено-фиолетовые полосы, ввел термин «Aurora Borealis» в честь римской богини рассвета Авроры и греческого бога северного ветра Бореаса. Галилей был едва ли не первым человеком, восхитившимся северным сиянием.
- Возможно, самое раннее изображение северного сияния можно найти в пещере на юго-западе Франции, где 30 000-летние следы пальцев имитировали изгибы и повороты звездного светового шоу.
- В 567 году до н.э. царский астроном, работавший на вавилонского царя Навуходоносора II, запечатлел свой отчет об Авроре на каменной табличке.
- Спустя две тысячи лет мощное световое шоу наблюдалось над территорией современной Чехии, где художники изобразили его в виде пылающих свечей над облаками.
Всего столетие спустя Галилей наблюдал северное сияние и ошибочно решил, что оно является отражением солнечного света в атмосфере. Выяснить причину возникновения Авроры ученым удалось лишь в XX веке, однако многие загадки этого явления до сих пор остаются тайнами.
Что является причиной северного сияния?
Причина северного сияния начинается на расстоянии 94 млн. миль от Земли с нестабильности магнитного поля Солнца. Возникающий при этом корональный выброс массы (КВМ) — солнечное извержение, выбрасывающее в космос миллиарды тонн перегретой плазмы, — проносится через Солнечную систему со скоростью более 45 млн. миль в час и достигает Земли менее чем за сутки.
Когда солнечные частицы врезаются в магнитное поле Земли, они ускоряются вверх и вниз по линиям магнитного поля нашей планеты в направлении северного и южного полюсов. По пути они сталкиваются в атмосфере с атомами азота и кислорода, наделяя их избытком энергии, которая затем высвобождается в виде вспышек света.
Характерные цвета Aurora Borealis зависят от типа атомов, на которые подается энергия. Например, при взаимодействии солнечных частиц с кислородом возникает красный или зеленый свет, а при столкновении с азотом — зеленый и фиолетовый.
Линии магнитных сил влияют на характер свечения, создавая рябь, пульсации, полосы и вихри, которые мы ассоциируем с этим явлением.
Когда и где можно увидеть северное сияние?
Хотя солнечные бури происходят постоянно, Авроры, как правило, более яркие и частые в периоды высокой солнечной активности, которая происходит примерно с 11-летним циклом.
В середине цикла Солнце переживает период высокой активности, называемый солнечным максимумом; начало и конец цикла характеризуются меньшей активностью, называемой солнечным минимумом.
Текущий цикл начался в 2019 году, поэтому 2025 год будет ознаменован солнечным максимумом и станет лучшим временем для наблюдения Авроры на самой обширной территории планеты, включая районы вблизи экватора. Однако северное сияние, а также его южный аналог, известный как Aurora Australis, по-прежнему видны в течение большинства ночей в регионе, известном как Аврора-зона — область, расположенная в пределах 1500 миль от полюса.
На севере в эту зону входят такие страны, как Гренландия, Финляндия, Канада и Россия. Самое темное и чистое небо в этих местах бывает весной и осенью, когда северное сияние, как правило, наиболее ярко проявляется в безлунные ночи с 22 до 2 часов ночи.
Темная сторона сияния
Несмотря на сотни лет исследований, ученые до сих пор не могут разгадать тайны северного сияния. Например, до недавнего времени исследователи не знали, каким образом плазма, образующаяся в КВМ, достигает таких поразительных скоростей.
В исследовании, опубликованном в 2021 году, физики из Калифорнийского университета раскрыли эту тайну, подтвердив, что мощные волновые движения в плазме, называемые волнами Альфвена, переносят электроны, которые вызывают авроры, ускоряя их, как ускоритель в видеоигре.
В 2018 году НАСА запустило зонд Parker Solar Probe, который подойдет к Солнцу ближе, чем любой другой космический аппарат до него, что поможет ученым понять и предсказать крупные явления космической погоды, такие как КВМ.
Эти явления не только создают красивые световые шоу, но и могут нанести ущерб технологиям, от которых зависит жизнь общества.
- В 1859 году мощный КВМ привел к сбоям в работе телеграфных систем по всему миру, в результате чего операторов ударило током, а телеграфная бумага загорелась.
- В 1989 году сильная солнечная буря, вызвавшая потрясающий авроральный эффект, также привела к отключению электроэнергии в канадском Квебеке более чем на 9 часов.
Солнечные бури могут представлять опасность для навигационных и телекоммуникационных систем, а также для спутников.
Сегодня Национальное управление океанических и атмосферных исследований совместно с ВВС США курирует Центр прогнозирования космической погоды, который обеспечивает прогнозами авиационные и телекоммуникационные объекты. Для любителей наблюдать за небом SWPC также предоставляет ночной прогноз Авроры, который показывает местоположение и вероятность появления северного сияния.
Читайте также:
