Каким образом Полярное сияние приобретает свой цвет?
Полярное сияние возникает в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем Земли. Солнечный ветер обычно усиливается при максимальной солнечной активности, которая циклически наблюдается каждые 10-12 лет. На стадии повышения солнечной активности солнечные пятна указывают на зоны магнитной солнечной активности, связанные с солнечными вспышками и выбросами корональных масс. На стадии спада увеличение скорости солнечного ветра часто связано с корональными дырами, которые позволяют заряженным частицам улетать вдоль линий магнитного поля.
Северное сияние вызвано электрически заряженными частицами, излучаемыми солнцем (солнечным ветром), действующими на разреженные газы в верхних слоях атмосферы. Эти частицы, в основном электроны и протоны, захватываются магнитным полем Земли и сталкиваются с атомами и молекулами газа в верхних слоях атмосферы (термосфере и экзосфере). В результате столкновений электроны атомов азота и кислорода временно переходят в “возбужденное” энергетическое состояние. После того, как они возвращаются в свое нормальное энергетическое состояние, часть высвобожденной энергии испускается в виде фотонов света с различными длинами волн.
Частицы выходят через солнечные пятна на поверхность и проникают в поток ионизированных частиц – так называемый солнечный ветер. Он направляется к Земле и проходит через ее магнитное поле, где частицы смешиваются с атомами и молекулами кислорода, азота и других элементов. Это приводит к появлению цветных огней на полюсах Земли.
Во время Полярного сияния можно увидеть розовый, зеленый, желтый, синий, фиолетовый, а иногда оранжевый и белый. Обычно при столкновении частиц с кислородом образуются желтый и зеленый свет. А от взаимодействия с азотом образуется красный, фиолетовый, а иногда и синий цвет.
Высота также влияет на цвет. Зеленые огни обычно появляются на высоте до 240 км; красные-выше этой отметки; синие-на высоте до 96,5 км; фиолетовые-выше этой отметки.
Когда мы сможем увидеть Полярное сияние?
Наиболее вероятным сезоном Северного сияния является период от осеннего до весеннего равноденствия, то есть с сентября по март. Это не значит, что небо сияет только в эти месяцы — сияние вполне может произойти и в августе. Но вероятность еще выше зимой, примерно с ноября по февраль. В то же время в высоких широтах в это время ночь длится 18-20 часов, и даже слабые огни будут видны более отчетливо. Профессионалы говорят, что лучшее время суток для наблюдения Северного сияния – примерно с 10 вечера до 3 часов ночи.
Осенью и весной полярных сияний больше, чем летом и зимой: из-за наклона земной оси магнитные полюса периодически меняют свое положение относительно Солнца, и именно в это время года магнитное поле ориентируется наиболее благоприятным образом для возникновения Полярных сияний (точный механизм таких взаимодействий до сих пор до конца не исследован).
Полярные сияния встречаются и на других планетах с магнитным полем: слабое на Венере и Марсе, очень сильное на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.
