История постижения полярных сияний
Тайна полярных сияний оставалась нераскрытой в течение многих веков. Относительно их природы и происхождения было высказано много гипотез, подчас весьма наивных.
Так, например, считали, что полярные сияния являются отблесками солнца, опустившегося за горизонт. Предполагали так же, что это свет, который якобы испускают полярные льды во время особенно сильных морозов. Аристотель полагал, что «верхние слои воздуха, сгущаясь, могут воспламеняться»; в этом он ошибочно усматривал причину полярных сияний. Племена индейцев Северной Америки принимали свечение атмосферы за свет фонарей, которые несут с собой духи, разыскивающие умерших охотников. Эскимосы представляли, что это небожители играют в подобие футбола черепом моржа. «Чердак» разбирается, что мы знаем о полярном сиянии сегодня.
Полярное сияние, Aurora Borealis, Aurora Australis, пазори, сполохи — все это названия одного и того же красочного явления.
Полярное сияние возникает благодаря солнечному ветру: протоны и электроны, которые родились на Солнце, преодолевают путь в 150 000 000 км и попадают в верхние слои атмосферы Земли. Там они, двигаясь вдоль силовых линий магнитного поля планеты, переносятся в сторону полюсов. Когда эти частицы опускаются до высоты 400—100 км над уровнем моря, они начинают взаимодействовать с атомами азота и кислорода, возбуждая их. Для того чтобы вернуться в первоначальное состояние, атомы излучают энергию в виде квантов света в ультрафиолетовом, инфракрасном и видимом свете. Спектр излучения веществ в атмосфере определяет цвет полярных сияний: например, за зеленый цвет отвечает кислород, а за фиолетовый — азот.
Некоторые наблюдатели отмечают, что интенсивные полярные сияния сопровождаются свистящими звуками и легким треском. И действительно, ученым из финского института Аальто в 2012 году удалось зарегестрировать легкие хлопки во время свечения атмосферы, однако они не поспешили однозначно связывать записанные звуки с сиянием.
Полярное сияние многие называют северным, и это не ошибка, а частный случай явления. Свечение атмосферы чаще всего наблюдают именно на севере России, Норвегии или Канады, а увидеть его на юге гораздо сложнее, потому что суши на нужных широтах Южного полушария не так уж много.
А вот на самих полюсах северного сияния не видно. Сияния наблюдаются на территориях так называемой авроральной зоны. Она имеет форму колец, смещенных на ночную сторону Земли, с центрами в магнитных полюсах планеты. Они не совпадают с географическими: так, северный магнитный полюс с начала XVII века находится на севере Канады и движется в сторону России.
Интенсивность полярных сияний сильно зависит от солнечной активности, которая, в свою очередь, не постоянна, а циклически меняется.
Земля — не единственная планета Солнечной системы, которой повезло приютить полярные сияния. Магнитные поля планет-гигантов мощнее земного, и сияния там интенсивнее. Однако, если планета обращена к земному наблюдателю освещенной стороной, свечение атмосферы будет теряться в рассеянном солнечном свете.
Где найти северное сияние?
Сперва нужно забраться подальше на север, лучше — выше 70° северной широты. Причем сделать это желательно в период с ноября по февраль — именно в это время вероятность застать сияние максимальна. К тому же зимой на севере ночь длится не меньше 18—20 часов и солнце не будет мешать наблюдениям. Также стоит отъехать подальше от городов, световое загрязнение которых может полностью скрыть слабое свечение атмосферы у горизонта. Для наблюдений нужна ясная погода, чтобы облака в прямом смысле не встали между вами и сиянием. Оценить вероятность появления авроры можно, посмотрев коэффициенты солнечной активности: если Kp-индекс превысил значение 4, смело выбирайтесь на улицу. Сияние будет длиться от 10 минут до нескольких часов.
Территория России открывает большие возможности для наблюдения северных сияний. Однако значительная часть авроральной зоны страны приходится на труднодоступную местность с суровым климатом. Так что идеальным местом для наблюдений сияний является Кольский полуостров. До Мурманска можно добраться на самолете или поезде, а теплое Северо-Атлантическое течение обеспечит умеренный арктический климат. Во время охоты за сияниями можно также посмотреть село Териберка, где прошли основные съемки фильма «Левиафан». Это единственное место в России, где до Северного Ледовитого океана можно добраться по автомобильной дороге.