В римской мифологии Аврора была богиней утренней зари. Греческое слово «borealis» — «ветер».
Поэтому объединенная фраза из латинского и греческого языка «aurora borealis» означает «рассветный ветер», явление известное нам
как северное сияние.
1. В древности северное сияние
считали огненным
Никто точно не знал, что такое северное сияние и откуда оно происходит. Аристотель сделал первый научный отчет о небесном огне в 4 веке до нашей эры, уподобляя его пламени горящего газа. В тринадцатом веке нашей эры первая попытка объяснить сияние была сделана в «Королевском зерцале» (Konungs skuggsjá), норвежском учебном тексте. Теория заключалась в том, что свечение было небесным отражением океанов Земли. Другая теория заключалась в том, что они отражали солнечный свет, идущий из-за горизонта, освещая небо. Даже пожары в Гренландии считались причиной этого таинственного сияния.
2. Аврора в Европе вызвала волну открытий
В 1708 году шведский ученый Arnelius предположил, что солнечные лучи отражались от ледяных частиц в атмосфере. Восемь лет спустя сильное северное сияние в Европе привело к более глубоким научным исследованиям. Сэр Эдмунд Галлей опубликовал первое подробное описание северного сияния, предполагая что:
«Лучи Авроры обусловлены частицами, на которые воздействует магнитное поле. Эти лучи параллельны магнитному полю Земли».
3. Северное сияние непрерывно
окружает Северный полюс
В 1800‑х годах Кристофер Ханстин (Christopher Hansteen) создал наблюдательные станции и договорился с морскими капитанами,
чтобы описать магнитное поле Земли. Ханстин стал первым человеком, который заметил, что Аврора возникает как непрерывное кольцо вокруг геомагнитного полюса. Сделав этот вывод, датский астрофизик
Софус Тромхольт (Sophus Tromholt) организовал сеть мест наблюдения северного сияния, благодаря которым он обнаружил, что свечение образует кольцо вокруг Северного полюса.
4. Магнитное поле Земли
направляет северное сияние
В начале 20‑го века норвежский физик Кристиан Биркеланд
(Kristian Birkeland) провел эксперимент, в ходе которого поместил сферический магнит в вакуумную камеру, а затем выстрелил в нее электронным лучом. Биркеланд обнаружил, что луч направлялся магнитным полем, попадая в сферу вблизи полюсов. Из этого он сделал вывод, что Солнце, должно быть, стреляет лучами в сторону Земли, и именно магнитное поле Земли направляет их вблизи полюсов.
5. Сияние вызвано захваченными высокоэнергетическими солнечными частицами
В 1930‑х годах Сидней Чепмен (Sydney Chapman) и Винсент Ферраро (Vincent Ferraro) предположили, что облака электрически заряженных частиц, выпущенные из Солнца, летят через пространство и окутывают Землю. Дальнейшие исследования показали, что по мере того,
как частицы достигают Земли, они вращаются вокруг атмосферы. Большинство из них пролетают мимо Земли, а некоторые возвращаются к ней и попадают в атмосферу. С началом космической эры спутниковые данные показали, что пространство вокруг Земли заполнено частицами высокой энергии, которые захвачены магнитным полем Земли.
Данные показали также наличие солнечного ветра. Эти находки позволили ученым создать карту магнитосферы.
6. Солнечные частицы движутся
со скоростью миллионы километров в час
Сегодня мы знаем, что северное сияние создается солнечными вспышками. В частности эти лучи возникают от столкновений между молекулами газа на поверхности Солнца, которые высвобождают большое количество материи и электромагнитного излучения. Скорость, с которой солнечные вспышки обычно перемещаются в пространстве, составляет около двенадцати миллионов километров в час (11 265 408 км/ч). На такой скорости солнечные вспышки достигают Земли за один-пять дней, в зависимости от скорости солнечного ветра. Для сравнения, солнечный свет достигает Земли за восемь минут. По мере того как солнечные вспышки достигают атмосферы Земли, большинство частиц продолжают проходить мимо Земли в космос. Однако некоторые попадают в атмосферу с востока на запад над магнитными полюсами.
7. Два вида северного сияния
Большинство полярных сияний происходят в полосе, называемой зоной полярного сияния, которая находится на широте от 3 до 6 градусов от географических полюсов. Северное сияние может быть как диффузным, так и дискретным.
- Диффузные полярные сияния образуют безликое свечение,
которое может быть невидимым невооруженным глазом.
- Дискретные полярные сияния имеют резкие черты и могут значительно варьироваться по яркости.
8. Взрыв полярных сияний
Самая захватывающая часть наблюдения за северным сиянием –авроральный брейкап или взрыв. Это событие включает в себя осветление форм и быстрое изменение полярного сияния. Огни в небе переходят от простых форм к лучистым, а затем начинают кружиться и танцевать. Фактически несколько взрывов могут произойти в одну ночь умеренной или высокой активности, в то время как ночью с низкой активностью может происходить всего один или два взрыва. Ученые советуют зрителям не расходиться, если они видят всего несколько полос, появляющихся в области сияния, так как это означает, что взрыв может произойти в ближайшее время. Если эти полосы видно ранним вечером, взрыв, скорее всего, будет впечатляющим. После большого брейкапа может не быть никакой активности в течение получаса-часа,
но сами взрывы могут длиться очень долго.
9. Цвета Аврора Бореалис
возникают из газа и электронов
Цвет северного сияния зависит от газа и электронов в атмосфере. Высокоэнергетические электроны заставляют кислород испускать зеленый свет, а низкоэнергические – красный свет. Для азота типичен фиолетовый или розовый свет.
Другим фактором, определяющим цветообразование, является высота. На больших высотах (свыше 105 км, 170 км) создаются красные, на средних высотах (60–105 км, 95–170 км) – зеленый, и на низких высотах (50–60 км, 80–95 км) – розовые и фиолетовые цвета. Вовремя мощных солнечных бурь красный может появиться на более низких высотах.
10. Как сделать красивые фотографии северного сияния
Чтобы фото северного сияния получилось идеальным, для начала необходимо свериться с прогнозом погоды. Ясное небо, свободное от светового загрязнения, так же важно, как отсутствие Луны. Хотя некоторые фотографы предпочитают Луну для естественного освещения переднего плана. Еще одним фактором является близость к воде, так как Аврора над морем или озером может создать впечатляющее отражение. Для этого типа съемки рекомендуется широкоугольный зум-объектив. Время экспозиции обычно составляет от 20 до 30 секунд, поэтому рекомендуется закрепить камеру на штативе. Кроме того, старайтесь не выдыхать, глядя через видоискатель, так как это может привести к тому, что объектив запотеет и оставит конденсат, который позже может замерзнуть.
