Что такое северное сияние?
Солнце — это раскаленный газовый шар, состоящий из атомов водорода и гелия. В ядре этих атомов находятся частицы, которые называются протонами. Вокруг протонов вращаются другие частицы. Они называются электронами. Протоны несут единичный положительный заряд, электроны — отрицательный. Облако сверх горячего газа, окутывающее Солнце (солнечная корона), постоянно выбрасывает в пространство во всех направлениях частицы и осколки атомов. Эти кусочки летят в космосе со скоростью 960 километров в секунду. Такие потоки называются солнечным ветром. Иногда корона буквально взрывается вихрем частиц, добавляя новые раскаленные порции к солнечному ветру.
Интересный факт: На Северном полюсе северное сияние бывает почти каждую ночь
Когда солнечный ветер достигает Земли, его частицы попадают в ее магнитное поле. Силовые линии этого магнитного поля проходят в космическом пространстве, а сходятся у Северного и Южного полюсов Земли.
Короче, Земля — это гигантский магнит. Магнетизм Земли обусловлен, как полагают, электрическими токами, индуцированными вращением железного ядра Земли. Чтобы посмотреть, как действует магнит, положите на него лист картона и насыпьте сверху железные опилки или мелкие гвоздики. Опилки или гвозди расположатся по кривым линиям, совпадающим с силовыми линиями магнитного поля.
Типичное северное сияние выглядит как сияющая занавеска, переливающаяся сине — зелеными огнями с вкраплениями розового и красного. Эти цветные лен ты имеют ширину до 160 километров, а длину до 1600 километров. Танцующее в темном небе, как языки пламени, северное сияние — завораживающее и чарующее зрелище. Северное сияние происходит на Земле. Но вызвано оно процессами, происходящими на Солнце.
Интересный факт: Земля — не единственная планета, где бывает северное сияние. На Юпитере небеса в районе Северного полюса полыхают еще грандиознее
Атмосфера Земли состоит в основном из азота и кислорода. Когда электроны и протоны, выброшенные с Солнца, вторгаются в атмосферу, они неизбежно сталкиваются с молекулами этих газов.
При столкновении некоторые из атомов теряют часть своих электронов, другие — «возбуждаются», получая дополнительную энергию. Когда атом «успокаивается» после столь бурной атаки, то есть возвращается в нормальное энергетическое состояние, он испускает световой фотон. Молекулы азота при столкновении обычно теряют электроны. При этом излучается синий и фиолетовый свет. Если же молекула азота возбуждается без потери электрона, то происходит испускание лучей красной части спектра.
Когда солнечный ветер сталкивается с молекулами кислорода, потери электронов никогда не происходит. Молекула возбуждается, а затем испускает кванты зеленого и красного света. Заряженные частицы Солнца заставляют воздух земной атмосферы переливаться разными цветами это и есть северное сияние
Как проявляется северное сияние: звуки
Полярное сияние может производить различные шумовые эффекты, к примеру, потрескивания, хлопки или короткие стреляющие звуки. Выяснилось это не так давно. В конце 2012 года финские ученые зафиксировали звуковые шумы во время авроры. Исследователи сделали вывод, что эти звуки аккумулировались на высоте семьдесят метров над поверхностью.
Услышать что-то во время наблюдения за авророй – огромная удача. Чаще всего звуки сияния заглушаются шумом окружающего мира.
Где можно увидеть полярное сияние?
На Северном полюсе северное сияние бывает почти каждую ночь, в Скандинавии и Северной Америке — от 20 до 200 раз в году. Пять — десять раз в году северное сияние бывает на широтах Парижа и Лондона. Один раз северное сияние наблюдали даже в Мехико.
В средние века северный магнитный полюс располагался восточнее, поэтому небесные всполохи можно было наблюдать не только в Скандинавии или на севере России, но даже на севере Китая. В наше время места можно занимать:
- в районе Северного полюса;
- в Антарктиде;
- на Аляске и севере Канады;
- на севере Скандинавии и Шпицбергене;
- в Шотландии;
- на Кольском полуострове;
- 5-10 раз в год между Парижем и Лондоном;
- до 4-х раз в год даже на севере Флориды.
Лучше всего полярное сияние можно увидеть вдали от города, чтобы не мешал свет фонарей, при неполной луне в ясную морозную ночь. Но чаще они возникают осенью и весной, ближе к периодам равноденствия. Высоты свечения находятся в диапазоне 80-400 км, а продолжительность может измеряться как десятками минут, так и несколькими сутками.
Чем неспокойнее погода на Солнце, чем чаще следуют мощные выбросы субатомных частиц, тем более продолжительными становятся на Земле полярные сияния. Самые яркие представления происходят каждые одиннадцать лет, в годы наибольшей солнечной активности.
Полярное сияние часто немного напоминает припозднившийся закат, но может представлять собой гигантские дуги или спирали. Ширина светового занавеса может быть больше 160 км, а длиною он растягивается на полторы тысячи километров.
карта северного сияния
Цвет излучения зависит не только от вида газа, с которым взаимодействовал солнечный ветер, но и высоты, где это происходило. Вот как влияет высота на природную иллюминацию:
- выше 150 км столкновения вызывают красный цвет излучения;
- между 120 км и 150 км господствуют жёлто-зелёные тона;
- до 120 км преобладают фиолетовые и синие краски.
Наиболее же часто полярное сияние имеет мертвенный бледно-зелёный оттенок.
Чем меньше широта, тем реже случаются там полярные сияния. Это происходит потому, что магнитное поле Земли отклоняет частицы солнечного ветра, не позволяя им дойти до атмосферы, и лишь в районе магнитных полюсов контакты с атмосферой становятся возможными.
Одно время считалось, что полярные сияния происходят одновременно и симметрично на обоих полюсах. Но наблюдения из космоса опровергли эту закономерность, демонстрируя значительную разницу между ними. Иногда это может быть кольцо, которое как 4000-километрового диаметра нимб опоясывает магнитные полюса.
Мифы о возникновении северного сияния
Народы, которые из века в век проживали вблизи зон появления северного сияния, пытались по-своему объяснить причину его возникновения. Так появились мифы и легенды, придающие этому удивительному явлению мистическое значение.
Легенды эскимосов
Эскимосы были уверены, что сияющая занавеска на небесном своде – это след от игры в футбол. По их поверью, духи брали в качестве мяча череп моржа и начинали свои безумные забавы. При этом эскимосы очень боялись нападения этих духов, поэтому никогда не покидали свое жилище без оружия. Северный народ верил, что заставить северное полярное сияние исчезнуть они смогут очень оригинальным способом – хлопком в ладоши, а появиться вновь – свистом.
Эскимосы никогда не наблюдали долго за небесными цветными лентами. Они считали, что это – прямой путь к сумасшествию.
Мифы индейцев
В племенах индейцев ходили легенды о прекрасном дворце, который открывает врата для того, чтобы призвать в свои ряды душу живущего. Многие древние воины, увидев природное явление северное сияние, добровольно отправлялись навстречу гибели. Другие племена верили, что на небе светит пламя всемогущих шаманов.
Предание норвежцев
У норвежцев есть множество легенд, связанных с полярным свечением. Объяснялось это тем, что каждый раз оно принимало различные формы. Для некоторых норвежцев полярное явление было символом, соединяющим мир людей и мир богов. Рассуждая о том, что такое северное сияние, норвежцы думали о неземных сущностях. По преданиям, сияющие полосы на небосводе служили лестницей, по которой спускались божества. Другим это явление напоминало вальсирующие души умерших девушек.
Финская легенда
Финское предание гласило, что цветные ленты на небе – это не что иное, как река, соединяющая мир простых смертных и дом богов. Река носила название Ружа. Фины считали, что северное сияние явление природы – это предвестник хорошей погоды, богатого урожая и знак благосклонности к ним богов. Они были уверены, что таким образом боги дают понять – племя идет по правильному пути. Для финнов явление становилось символом благословения племени на великие свершения и начинания.
северное сияние в Петрозаводске
История изучения явления
Многие ученые ломали голову над вопросом, от чего бывает северное сияние. Однако первым определил природу возникновения явления Михаил Ломоносов. Он провел тысячи лабораторных исследований и в результате пришел к выводу, что полярное сияние связано с электрическим током.
Впоследствии эта теория была подтверждена. Через колбы, заполненные разреженными газами (аргон, водород, азот, неон), пропускали электроток. В результате опытов ученые получали невероятно красивое свечение, причем в каждом отдельном случае его оттенок получался совершенно уникальным. С тех пор ученым было известно о том, северное сияние как оно происходит.
Следом ученые выяснили, что явление происходит в верхних слоях атмосферы нашей планеты, речь идет об ионосфере. И, наконец, связали его с активностью на Солнце. Выяснилось, что наиболее сильные и частые явления происходят во время пика одиннадцатилетнего цикла активности желтой звезды.
Видео
Источники
Солнце — это раскаленный газовый шар, состоящий из атомов водорода и гелия. В ядре этих атомов находятся частицы, которые называются протонами. Вокруг протонов вращаются другие частицы. Они называются электронами. Протоны несут единичный положительный заряд, электроны — отрицательный. Облако сверх горячего газа, окутывающее Солнце (солнечная корона), постоянно выбрасывает в пространство во всех направлениях частицы и осколки атомов. Эти кусочки летят в космосе со скоростью 960 километров в секунду. Такие потоки называются солнечным ветром. Иногда корона буквально взрывается вихрем частиц, добавляя новые раскаленные порции к солнечному ветру.
Интересный факт: На Северном полюсе северное сияние бывает почти каждую ночь
Когда солнечный ветер достигает Земли, его частицы попадают в ее магнитное поле. Силовые линии этого магнитного поля проходят в космическом пространстве, а сходятся у Северного и Южного полюсов Земли.
Короче, Земля — это гигантский магнит. Магнетизм Земли обусловлен, как полагают, электрическими токами, индуцированными вращением железного ядра Земли. Чтобы посмотреть, как действует магнит, положите на него лист картона и насыпьте сверху железные опилки или мелкие гвоздики. Опилки или гвозди расположатся по кривым линиям, совпадающим с силовыми линиями магнитного поля.
Типичное северное сияние выглядит как сияющая занавеска, переливающаяся сине — зелеными огнями с вкраплениями розового и красного. Эти цветные лен ты имеют ширину до 160 километров, а длину до 1600 километров. Танцующее в темном небе, как языки пламени, северное сияние — завораживающее и чарующее зрелище. Северное сияние происходит на Земле. Но вызвано оно процессами, происходящими на Солнце.
Интересный факт: Земля — не единственная планета, где бывает северное сияние. На Юпитере небеса в районе Северного полюса полыхают еще грандиознее
Атмосфера Земли состоит в основном из азота и кислорода. Когда электроны и протоны, выброшенные с Солнца, вторгаются в атмосферу, они неизбежно сталкиваются с молекулами этих газов.
При столкновении некоторые из атомов теряют часть своих электронов, другие — «возбуждаются», получая дополнительную энергию. Когда атом «успокаивается» после столь бурной атаки, то есть возвращается в нормальное энергетическое состояние, он испускает световой фотон. Молекулы азота при столкновении обычно теряют электроны. При этом излучается синий и фиолетовый свет. Если же молекула азота возбуждается без потери электрона, то происходит испускание лучей красной части спектра.
Когда солнечный ветер сталкивается с молекулами кислорода, потери электронов никогда не происходит. Молекула возбуждается, а затем испускает кванты зеленого и красного света. Заряженные частицы Солнца заставляют воздух земной атмосферы переливаться разными цветами это и есть северное сияние
Как проявляется северное сияние: звуки
Полярное сияние может производить различные шумовые эффекты, к примеру, потрескивания, хлопки или короткие стреляющие звуки. Выяснилось это не так давно. В конце 2012 года финские ученые зафиксировали звуковые шумы во время авроры. Исследователи сделали вывод, что эти звуки аккумулировались на высоте семьдесят метров над поверхностью.
Услышать что-то во время наблюдения за авророй – огромная удача. Чаще всего звуки сияния заглушаются шумом окружающего мира.
Где можно увидеть полярное сияние?
На Северном полюсе северное сияние бывает почти каждую ночь, в Скандинавии и Северной Америке — от 20 до 200 раз в году. Пять — десять раз в году северное сияние бывает на широтах Парижа и Лондона. Один раз северное сияние наблюдали даже в Мехико.
В средние века северный магнитный полюс располагался восточнее, поэтому небесные всполохи можно было наблюдать не только в Скандинавии или на севере России, но даже на севере Китая. В наше время места можно занимать:
- в районе Северного полюса;
- в Антарктиде;
- на Аляске и севере Канады;
- на севере Скандинавии и Шпицбергене;
- в Шотландии;
- на Кольском полуострове;
- 5-10 раз в год между Парижем и Лондоном;
- до 4-х раз в год даже на севере Флориды.
Лучше всего полярное сияние можно увидеть вдали от города, чтобы не мешал свет фонарей, при неполной луне в ясную морозную ночь. Но чаще они возникают осенью и весной, ближе к периодам равноденствия. Высоты свечения находятся в диапазоне 80-400 км, а продолжительность может измеряться как десятками минут, так и несколькими сутками.
Чем неспокойнее погода на Солнце, чем чаще следуют мощные выбросы субатомных частиц, тем более продолжительными становятся на Земле полярные сияния. Самые яркие представления происходят каждые одиннадцать лет, в годы наибольшей солнечной активности.
Полярное сияние часто немного напоминает припозднившийся закат, но может представлять собой гигантские дуги или спирали. Ширина светового занавеса может быть больше 160 км, а длиною он растягивается на полторы тысячи километров.
карта северного сияния
Цвет излучения зависит не только от вида газа, с которым взаимодействовал солнечный ветер, но и высоты, где это происходило. Вот как влияет высота на природную иллюминацию:
- выше 150 км столкновения вызывают красный цвет излучения;
- между 120 км и 150 км господствуют жёлто-зелёные тона;
- до 120 км преобладают фиолетовые и синие краски.
Наиболее же часто полярное сияние имеет мертвенный бледно-зелёный оттенок.
Чем меньше широта, тем реже случаются там полярные сияния. Это происходит потому, что магнитное поле Земли отклоняет частицы солнечного ветра, не позволяя им дойти до атмосферы, и лишь в районе магнитных полюсов контакты с атмосферой становятся возможными.
Одно время считалось, что полярные сияния происходят одновременно и симметрично на обоих полюсах. Но наблюдения из космоса опровергли эту закономерность, демонстрируя значительную разницу между ними. Иногда это может быть кольцо, которое как 4000-километрового диаметра нимб опоясывает магнитные полюса.
Мифы о возникновении северного сияния
Народы, которые из века в век проживали вблизи зон появления северного сияния, пытались по-своему объяснить причину его возникновения. Так появились мифы и легенды, придающие этому удивительному явлению мистическое значение.
Легенды эскимосов
Эскимосы были уверены, что сияющая занавеска на небесном своде – это след от игры в футбол. По их поверью, духи брали в качестве мяча череп моржа и начинали свои безумные забавы. При этом эскимосы очень боялись нападения этих духов, поэтому никогда не покидали свое жилище без оружия. Северный народ верил, что заставить северное полярное сияние исчезнуть они смогут очень оригинальным способом – хлопком в ладоши, а появиться вновь – свистом.
Эскимосы никогда не наблюдали долго за небесными цветными лентами. Они считали, что это – прямой путь к сумасшествию.
Мифы индейцев
В племенах индейцев ходили легенды о прекрасном дворце, который открывает врата для того, чтобы призвать в свои ряды душу живущего. Многие древние воины, увидев природное явление северное сияние, добровольно отправлялись навстречу гибели. Другие племена верили, что на небе светит пламя всемогущих шаманов.
Предание норвежцев
У норвежцев есть множество легенд, связанных с полярным свечением. Объяснялось это тем, что каждый раз оно принимало различные формы. Для некоторых норвежцев полярное явление было символом, соединяющим мир людей и мир богов. Рассуждая о том, что такое северное сияние, норвежцы думали о неземных сущностях. По преданиям, сияющие полосы на небосводе служили лестницей, по которой спускались божества. Другим это явление напоминало вальсирующие души умерших девушек.
Финская легенда
Финское предание гласило, что цветные ленты на небе – это не что иное, как река, соединяющая мир простых смертных и дом богов. Река носила название Ружа. Фины считали, что северное сияние явление природы – это предвестник хорошей погоды, богатого урожая и знак благосклонности к ним богов. Они были уверены, что таким образом боги дают понять – племя идет по правильному пути. Для финнов явление становилось символом благословения племени на великие свершения и начинания.
северное сияние в Петрозаводске
История изучения явления
Многие ученые ломали голову над вопросом, от чего бывает северное сияние. Однако первым определил природу возникновения явления Михаил Ломоносов. Он провел тысячи лабораторных исследований и в результате пришел к выводу, что полярное сияние связано с электрическим током.
Впоследствии эта теория была подтверждена. Через колбы, заполненные разреженными газами (аргон, водород, азот, неон), пропускали электроток. В результате опытов ученые получали невероятно красивое свечение, причем в каждом отдельном случае его оттенок получался совершенно уникальным. С тех пор ученым было известно о том, северное сияние как оно происходит.
Следом ученые выяснили, что явление происходит в верхних слоях атмосферы нашей планеты, речь идет об ионосфере. И, наконец, связали его с активностью на Солнце. Выяснилось, что наиболее сильные и частые явления происходят во время пика одиннадцатилетнего цикла активности желтой звезды.