Откуда берётся северное сияние и где его увидеть

Северное сияние возникает, когда заряженные частицы от Солнца сталкиваются с газами в верхних слоях атмосферы: эти газы начинают светиться. Увидеть его проще всего в тёмных местах северных широт — например, за городом, вдали от ярких огней.

Но сияние не появляется по расписанию: важны и активность Солнца, и ясное небо, и отсутствие светового загрязнения. Разберёмся, как возникает это свечение и где искать лучшие условия для наблюдения.

• 1–3 дня указанное время пути солнечных частиц до Земли
• 80–400 км указанный диапазон высот верхней атмосферы, где возникают столкновения и свечение
• 2 основных этапа для прогноза: отслеживание солнечных выбросов и оценка условий наблюдения на Земле

Что запускает северное сияние?

Северное сияние запускает взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли: заряженные частицы, в том числе электроны и протоны, передают энергию газам в верхних слоях атмосферы, и те начинают светиться. При всплесках солнечной активности поток частиц усиливается; от Солнца до Земли он добирается за 1–3 дня.

Как частицы превращаются в свечение

Магнитосфера Земли направляет часть частиц к полярным областям. Там они проникают в верхнюю атмосферу и сталкиваются с её газами: получив энергию при столкновениях, атомы и молекулы излучают свет. В описании явления указан диапазон высот 80–400 км.

Северное сияние — не солнечный свет, отражённый атмосферой, и не огонь: его создаёт свечение самих атмосферных газов. Оно может возникать и днём, но солнечный свет мешает его увидеть; поэтому ночное небо подходит для наблюдений лучше.

Как столкновения частиц с атмосферой превращаются в свет?

Северное сияние возникает, когда энергичные заряженные частицы сталкиваются с атомами и молекулами газов в верхней атмосфере: они передают газу энергию, а при возвращении в обычное состояние атомы и молекулы испускают свет. Основная область свечения находится на высоте 80–400 км над Землёй.

Высота в пределах 80–400 км показывает, почему облака и погода у поверхности не создают северное сияние: оно формируется далеко над ними, в разреженных верхних слоях атмосферы. Облака могут закрыть его от наблюдателя, но само свечение происходит значительно выше облачного покрова.

Почему сияние бывает разным

Вид свечения зависит от высоты столкновений и состава атмосферы: на разных уровнях частицы взаимодействуют с газами в разных условиях. В предоставленных материалах не уточнено, какие именно цвета соответствуют отдельным газам, поэтому приписывать конкретный оттенок определённому газу здесь нельзя.

Почему сияние чаще видно у полюсов, но иногда появляется южнее?

Северное сияние чаще видно у полюсов, потому что магнитное поле Земли направляет туда заряженные частицы солнечного ветра, которые вызывают свечение в верхней атмосфере. Поэтому обычная зона наблюдений проходит за Полярным кругом — в Норвегии, Исландии, на Аляске, в Канаде и российских регионах.

Териберка — одно из названных российских мест для наблюдения северного сияния. Её расположение в северной части России соответствует общей географии явления: сияние чаще появляется в высоких широтах, где магнитное поле направляет частицы к полярным областям.

Почему сияние иногда видно южнее

При усилении потока заряженных частиц область, где можно наблюдать сияние, может смещаться к менее полярным широтам. Но без сведений о конкретном событии нельзя надёжно предсказать, насколько далеко к югу распространится это смещение: сам факт усиления не гарантирует сияния в определённом городе или регионе.

Когда и как прогнозировать появление сияния?

Солнечная активность

Чтобы прогнозировать северное сияние, сначала следите за солнечными выбросами, а затем учитывайте время пути частиц до Земли — от 1 до 3 дней. Сам факт выброса не гарантирует, что сияние будет видно: для наблюдения должны одновременно совпасть активность авроры, подходящее место и тёмное небо.

Оценивать прогноз удобно по трём условиям:

• Активность сияния: солнечные частицы взаимодействуют с магнитосферой Земли и вызывают свечение.
• География: шанс увидеть аврору выше в полярных регионах, в том числе за Полярным кругом.
• Темнота: наблюдать нужно в тёмное время суток — дневной солнечный свет скрывает сияние, даже если оно происходит.

Темнота и облачность

Для наблюдателя подходящая солнечная активность — только одно из условий: плотные облака могут закрыть небо, а городская засветка — сделать свечение незаметным. Поэтому прогноз активности стоит сопоставлять с облачностью и условиями в выбранном месте, а не воспринимать как обещание увидеть сияние.

Сияние может возникать и днём, однако солнечный свет не даёт разглядеть его с Земли. Для наблюдения выбирайте тёмное небо и место, где облака и яркое освещение не закрывают обзор.

Почему прогноз не гарантирует, что сияние будет видно?

Солнечная активность не гарантирует наблюдение: интервал в 1–3 дня обозначает время, за которое заряженные частицы достигают Земли, а не точное предсказание места, времени и яркости сияния. Частицы взаимодействуют с магнитосферой, но для наблюдателя важно, окажется ли сияние над его участком неба и будет ли его видно.

Северное сияние чаще наблюдают за Полярным кругом — например, в Териберке, — однако сияния иногда бывают и южнее. Привычная география наблюдений не означает, что южные эпизоды исключены, но и не обещает их в конкретном месте. Даже если явление продолжается днём, солнечный свет маскирует его; ночью верхнюю атмосферу могут закрыть облака.

Что должно совпасть для наблюдения

• Положение наблюдателя: сияние должно оказаться над доступной частью неба; нахождение за Полярным кругом само по себе этого не гарантирует.
• Тёмное время: дневной свет может скрыть сияние, даже когда оно происходит.
• Ясное небо: облачность перекрывает обзор верхней атмосферы.

Поэтому одной активности Солнца недостаточно: нужно одновременно подходящее место, тёмное время и небо без облаков. Интервал в 1–3 дня помогает понять, когда частицы могут достичь Земли, но не заменяет эти условия наблюдения.

Частые вопросы

Ключевые выводы

• Солнечный ветер взаимодействует с магнитосферой Земли и запускает свечение атмосферы.
• Частицы достигают Земли за указанные в материале 1–3 дня.
• Сияние возникает в верхней атмосфере на высоте 80–400 км.
• Для наблюдения нужны тёмное небо и подходящее место; днём сияние скрывает солнечный свет.

АвторЕкатерина Мелехина

Екатерина освещает новости оборудования и технологий, уделяя внимание как крупным событиям, так и мелким деталям, которые могут изменить рынок. Она верит, что даже небольшие изменения могут иметь большое значение для пользователей и бизнеса.