Снимки, использованные в этой статье были сделаны фотографом Фрэнсисом Андерсоном на северо-западной территории Канады, Туктояктук.
Полярное сияние - северное сияние (лат. Aurora Borealis, Aurora Australis) — свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.
Ответ на вопрос, что же это такое, первым нашел Михаил Ломоносов. Проведя бесчисленное количество опытов, он высказал предположение об электрической природе этого явления. Выявлением причин, приводящим к высыпаниям заряженных частиц из плазменного слоя, занимается космическая физика . Ученые, продолжившие изучение этого феномена, на основе опытов подтвердили правильность его гипотезы. Они заполняли полые трубки азотом, неоном, водородом, аргоном и другими разреженными газами, пропуская через них электрический ток. Каждый газ светился по-разному. Затем было установлено, что свечение разреженных газов происходит в верхней части атмосферы — ионосфере (на высоте от 80 до 1 000 км). Также была выявлена тесная связь с активностью деятельности Солнца. Когда на нем происходят взрывы, в ионосферу Земли устремляются заряженные частицы (корпускулы). Сталкиваясь с частицами разреженных газов, находящихся в ионосфере, они заставляют их светиться: чем активнее Солнце, тем Северное сияние охватывает большее пространство небесного свода. Особенно сильным это явление бывает в период максимума 11-летнего цикла солнечной активности.
В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызваны низкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу через северный и южный полярные каспы. В северном полушарии каспенные сияния можно наблюдать над Шпицбергеном в околополуденные часы. При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхней атмосферой происходит возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов в видимом диапазоне и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете. Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с высотой в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты, так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200—400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте ~110 км. Кроме того, эти факторы обуславливают и форму полярных сияний — размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы.
Полярные сияния весной и осенью возникают заметно чаще, чем зимой и летом. Пик частотности приходится на периоды, ближайшие к весеннему и осеннему равноденствиям. Во время полярного сияния за короткое время выделяется огромное количество энергии. Так за одно из зарегистрированных в 2007 году возмущений выделилось 5×1014 джоулей, примерно столько же, сколько во время землетрясения магнитудой 5,5.
При наблюдении с поверхности Земли полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей». Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.
Магнитные поля планет-гигантов Солнечной системы значительно сильнее магнитного поля Земли, что обуславливает больший масштаб полярных сияний этих планет по сравнению с полярными сияниями Земли. Особенностью наблюдений с Земли (и вообще из внутренних областей Солнечной системы) планет-гигантов является то, что они обращены наблюдателю освещённой Солнцем стороной и в видимом диапазоне их полярные сияния теряются в отражённом солнечном свете. Однако с помощью внеатмосферных телескопов (космический телескоп «Хаббл») получены достаточно чёткие изображения полярных сияний этих планет.
Наблюдения с пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций дали богатый материал о пространственном расположении сияний, их изменении во времени и о многих особенностях этого явления. Более того, космические аппараты позволили выполнять измерения внутри полярного сияния. Таким способом можно наблюдать сияния и на дневной стороне Земли.
В древней норвежской мифологии часто упоминается мост Бифрост — горящая дрожащая арка, пересекающая небо, по которой боги могли спускаться с неба на землю. Неисключено, что прообразом для этого моста было полярное сияние. В некоторых преданиях лучи полярных сияний восприняты как огни, которые несут валькирии (дочери славного воина или конунга, которые реют на крылатом коне над полем битвы и выбирает наиболее храбрых воинов, чтобы забрать их после их смерти в небесный чертог Вальхаллу). Девы-воительницы изображаются в шлемах, со щитами и копьями; от блеска их доспехов, согласно поверьям, на небе возникает северное сияние.
В дополнение мосту Бифрост финская мифология ссылается на реку — Ружа — которая горит огнём, и означает границу между царствами живых и мертвых.
Эскимосы в зоне залива Гудзон в Северной Америке, как и в других местах, очень много знают о явлении северное сияния. Среди эскимосов распространён миф, что полярное сияние может быть вызвано свистом, в то время как хлопок в ладоши заставит его погаснуть. Другие мифы эскимосов говорят, что полярное сияние вызвано духами, играющими в небесный футбол черепом моржа.
Некоторые группы Эскимосов расценивают северное сияние как показатель хорошей погоды, которая будет принесена духами. Эскимосы в Пойт Барроу на Аляске видели в северное сиянии недоброжелательность, и брали с собой оружие для защиты, если необходимо было выходить наружу во время северное сияния. Также некоторые эскимосы говорят: "Тот, кто долго глядит на северное сияние, скоро сойдёт с ума!"
Некоторые племена североамериканских индейцев полагают, что северное сияние является светом фонарей, которые несут духи, ищущие души умерших охотников. Подобно эскимосам из Пойт Барроу, индейцы племени Лиса в Висконсине опасались полярного сияния, видя в нём привидений своих мертвых врагов. Другие племена ощущали северное сияние как свет огней, используемых всемогущими северными шаманами.
Северное сияние также вошло в фольклор австралийских аборигенов, которые видели в нем танец богов по небу.Северное сияние, весьма возможно, было источником Китайских легенд о драконах. Извивающиеся как змеи формы активных зон полярного сияния часто изображаются как небесные змеи в древних хрониках.
В недалёком прошлом многие люди на среднем западе Америки полагали, что полярное сияние является отражением солнечного света от полярного льда, упуская из виду бесконечную темноту зимних месяцев в Арктических широтах! Другое объяснение состояло в том, что свет полярного сияния является результатом столкновений айсбергов в полярных морях.
В России северное сияние можно увидеть почти во всех регионах, расположенных вблизи Полярного круга, начиная от Мурманска и заканчивая Чукоткой. В общей сложности жители Заполярья могут наблюдать это уникальное явление до 200 ночей в году.
Самое близкое к Москве и самое доступное место — это Кольский полуостров. В Мурманской области северное сияние можно увидеть с конца августа и до мая, с большей вероятностью оно может появиться в январе-феврале. Хотя многие уверяют, что нередко видели переливающиеся сполохи летом, когда ночная температура опускалась ниже +10. Говорят, при сильном ветре здешние сияния напоминают бегущий по вершинам барханов песок…
За самыми яркими сияниями нужно ехать в Якутию. Если вам не страшны лютые морозы (-50 градусов и это не рекорд), заодно можно посетить село Оймякон, он же полюс холода — считается, что это самое холодное место Северного полушария и самый морозный населенный пункт мира.
Ещё один вариант поездки для самых стойких — это Салехард и его окрестности.
Для совсем отчаянных — охота за северным сиянием на полуострове Таймыр. Например, в селе Хатанга, расположенном на севере Красноярского края. Это один из самых северных населённых пунктов России. Благоприятное время для наблюдений — апрель-май.
Впрочем, поездка за северным сиянием — необязательно очень далеко и в мороз, это не синоним поисков экстрима. Например, Валдай, старинный город Новгородской области. Он находится вдали от крупных шумных городов, в удивительном по своей красоте национальном парке. Ещё один простой путь увидеть полярное сияние — поехать в Карелию. Вероятность заметить в небе зеленоватые сполохи в Карелии наиболее высока в конце августа и в середине весны. Также можно попытать удачу в Питере и Екатеринбурге — крайне редко, но всё же случается, что небо загорается и над ними.
Чтобы подкараулить северное сияние, надо следить за прогнозами так называемой космической погоды (международный термин Space Weather). Эти прогнозы отражают солнечную активность — силу «солнечного ветра». После вспышки на Солнце вероятность увидеть в ближайшие дни северное сияние увеличивается втрое.
Сайтов, предлагающих информацию о космической погоде много, но наиболее точные предсказания можно найти на сайте нашего российского Института Космических Исследований. Также достоверную и полную информацию, правда, только на английском, предоставляет Национальное управление океанических и атмосферных исследований (англ. NOAA). На сайте в реальном времени показывается информация о возмущении магнитного поля. Как только увидите сообщение о магнитной буре, готовьтесь к наблюдению. Время, указанное в прогнозах, почти всегда указано с учетом Всемирного времени (Universal time, UT). Для того, чтобы вычислить время для своего региона, придется заняться арифметикой. Например, в центральной части России к этому времени нужно прибавлять 3 часа зимой и 4 часа летом, а в Якутии — 9 часов зимой и 10 — летом.
Обзор подготовлен по материалам сайтов: www.ru.wikipedia.org. и массы других.