Аврора или Полярное сияние - это одно из самых впечатляющих визуальных явлений природы - таинственные яркие огни, танцующие по ночному небу. Что же вызывает авроры, почему они видны только в определенных местах и что придает им такие красивые цвета?
Самые яркие авроры концентрируются в кольца, называемые авроральными овалами, вокруг северного или южного полюсов. Авроры или Полярные сияния в северном полушарии называются Северное сияние, южном полушарии они называются Южное сияние.
Как формируется полярное сияние?
Авроры - это результат событий, которые зарождаются на Солнце, в миллионах километров от Земли. Солнце настолько горячее, что высокоэнергетическая плазма (газ электрически заряженных частиц) может выходить из его гравитационного поля - это называется солнечным ветром. Когда Солнце относительно неактивно, солнечный ветер движется со скоростью около 300-400 км в секунду. Когда Солнце более активно, могут происходить извержения, которые выбрасывают плотные, намагниченные облака плазмы в солнечный ветер. Эти облака плазмы удаляются от Солнца (иногда в направлении Земли) со скоростью до 2000 км в секунду - это называется солнечной бурей.
За счет чего происходит свечение?
Солнечный ветер обладает достаточной энергией, чтобы со временем лишить Землю атмосферы. К счастью, Земля обладает магнитным полем благодаря горячей, электрически заряженной, расплавленной породе, вращающейся в ее внешнем ядре. Взаимодействие солнечного ветра с этим магнитным полем создает защитную полость, называемую магнитосферой, которая отклоняет большую часть частиц солнечного ветра.
Когда солнечная буря достигает Земли, быстротекущая плазма временно деформирует нашу магнитосферу, вызывая накопление энергии на ночной стороне Земли. При благоприятных условиях эта энергия высвобождается, ускоряя заряженные частицы, которые закручиваются по спирали вокруг линий магнитного поля в направлении северного и южного полюсов. Когда эти частицы достигают верхних слоев атмосферы, они сталкиваются с нейтральными атомами кислорода и азота. Во время этих столкновений заряженные частицы передают энергию атомам, "возбуждая" электроны в этих атомах до более высоких энергетических уровней. Когда электроны возвращаются на свой первоначальный энергетический уровень, они высвобождают эту энергию в виде света.
Атомная палитра: что создает прекрасные цвета?
Свет испускается атомами с различными длинами волн, и длины волн определяют его цвет. Цвет излучения зависит от того, насколько энергичны столкновения, где они происходят в атмосфере и какие атомы и молекулы участвуют в них. Кислород излучает зеленовато-желтый или красный свет, а азот - темно-красный или синий. Эти цвета могут смешиваться, поэтому можно также увидеть фиолетовый, розовый и белый свет… если вам посчастливится поймать неуловимую аврору!