Полярное сияние - это красиво. И сегодня мы расскажем о нем простым языком.
Магнитное поле Земли
Все мы радуемся солнечной погоде. Важно знать, что солнечный свет – это поток очень маленьких частиц, то есть это радиация. Излучение солнца состоит из опасных для организма частиц, поэтому само по себе оно губительно. Если вы сейчас вылетите в космос не на корабле, а в своей толстовке, то пострадаете – в первую очередь из-за радиации от Солнца и других звезд.
Радоваться солнцу в безопасности нам помогает магнитное поле Земли. Оно образует оболочку, которая защищает нас от вредной радиации из космоса. Магнитное поле идёт аркой и замыкается на полюсах. Это выглядит так.
Нужно отметить, что магнитные полюса не совпадают с географическими! Потому что географические связаны с осью вращения Земли, а магнитные – с круговыми токами в железном ядре Земли.
Давайте вспомним физику и эксперименты с магнитами. Все мы видели, как красная сторона магнита притягивает синюю сторону, но отталкивает себе подобную – красную.
Так же и с магнитным полем Земли. Оно отталкивает частицы, которые имеют схожий заряд и летят к нам из космоса.
Все начинается с солнца
Солнце постоянно выбрасывает вокруг себя частицы – электроны, протоны и ядра гелия. Частицы летят в космосе со скоростью до 800 километров в секунду. Эти потоки называются солнечным ветром.
Магнитное поле Земли отталкивает потоки с частицами.
Но часть заряженных электронных частиц (протоны и электроны) все же проникают в верхнюю атмосферу. Это происходит потому, что магнитное поле на полюсах изгибается и образует уязвимые участки в виде воронок. Эти воронки пропускают больше мелких частиц, чем проникает обычно.
Частицы проникли в атмосферу, что происходит дальше?
Попав в атмосферу, эти частицы сталкиваются с молекулами воздуха. Это происходит в верхней части атмосферы, примерно в 100 км над поверхностью планеты.
Столкнувшись с частицей, атомы кислорода и азота переходят в так называемое возбужденное состояние. Заряженная частица передает атому свою энергию, и он становится более “энергичным”. Но долго находиться в этом “энергичном” (возбужденном) состоянии он не может, так что в какой-то момент он возвращается обратно – в стабильное состояние. А полученную от частицы энергию атом снова теряет. Свет – это и есть теряемая энергия атома.
От того, какой атом теряет энергию, зависит цвет свечения. Желтый, зеленый и красный цвета возникают из-за кислорода, а синие и фиолетовые – из-за азота.
Чем ближе к магнитному полюсу, тем богаче цветовая палитра. Так, сияния в России – в основном зеленоватые, а в Канаде – красно-жёлтые.
