Полярне сяйво

Полярне ся́йво (лат. aurora polaris), також широко відоме як північне сяйво (лат. aurora borealis) та південне сяйво (лат. aurora australis) — оптичне явище світіння окремих ділянок нічного неба в полярних районах, яке швидко змінюється. Виникає у верхніх шарах атмосфери планети під впливом потоків заряджених частинок, які магнітне поле планети спрямовує до полюсів.

На поверхні Землі такі сяйва спостерігаються на відстані 20—35 ° від магнітних полюсів Землі одночасно на всіх довготах, але з різною інтенсивністю.

На нижчих широтах полярне сяйво зрідка спостерігається під час магнітних бурь, які викликані корональними викидами маси Сонця[⇨].

За формами полярне сяйво розрізняють: дифузне сяйво з дугами від однієї точки горизонту до іншої, а також промені, стрічки, корони, плями. Тривалість полярного сяйва — від декількох хвилин до декількох діб[1]. Частота його появи корелює з 11-річним циклом сонячної активності, порою року, 27-денним періодом та магнітною активністю[2].

Механізм виникнення[ред. | ред. код]

Полярне сяйво — це явище є світінням розріджених шарів атмосфери на висотах 60—100 км під дією сонячного вітру (потоків протонів та електронів). Заряджені частинки потрапляють в земну атмосферу з космосу і під дією магнітного поля Землі спрямовуються до північного або південного магнітного полюса, де вони входять у верхні шари атмосфери, зіштовхуються з молекулами або атомами газів атмосфери, збуджують їх і змушують їх випромінювати видиме світло[1]. Переважне випромінювання — заборонені лінії атомарного кисню (557 нм і 630 нм) і молекулярного азоту (391,4 нм, 427,8 нм, 470,9 нм)[3], які створюють зелено-червону гаму.

Також було виявлено лінії водню серії Бальмера (656,3 и 486,1 нм)[3]. Енергія випромінювання в невидимій частині спектру суттєво перевищує енергію випромінювання у видимому діапазоні[2]. Зокрема, значна частина енергії випромінюється в ультрафіолетовому діапазоні, але це випромінювання поглинається атмосферою, тож зареєструвати його можна лише із супутників[3].

Причиною виникнення полярного сяйва на нижчих широтах, ніж зазвичай, також можуть стати магнітні бурі, які викликані викидами корональної маси з Сонця. Це пов'язано із занадто великими, вибуховими викидами плазми і магнітних полів з сонячної корони, які здатні створювати збурення в магнітному полі Землі. Ці збурення, в свою чергу, можуть спричинити полярне сяйво, як це сталося на початку березня 2023 року, коли сяйво можливо було спостерігати на півдні Великої Британії[4].

В інфрачервоному діапазоні[ред. | ред. код]

На початку липня 2023 року, вчені оголосили про виявлення на Землі ще одного виду полярних сяйв. Але, на відміну від добре відомого людству північного сяйва, воно абсолютно непомітне для неозброєного ока. Група вчених з Аризонського державного університету виявила полярні сяйва, що світяться в інфрачервоному діапазоні. Вони виникають у результаті взаємодії заряджених частинок з молекулами вуглекислого газу в атмосфері Землі. За словами вчених, які не брали участі у дослідженні, дане відкриття є надзвичайно важливим. Воно не тільки дозволяє знайти нові шляхи вивчення полярних сяйв, але й розширює наші уявлення про те, як взаємодіють космічне середовища та верхні шари атмосфери нашої планети[5].

Загальновідомо, що атмосфера Землі подібна до листкового пирога: нижній, найщільніший шар знаходиться біля поверхні (тропосфера, де і відбуваються процеси, що формують погоду), а найтонші шари знаходяться нагорі. Термосфера та іоносфера перекривають одна одну, це два найвищі шари на висоті від 80 до 700 км над поверхнею Землі. Саме тут проходить умовна лінія Кармана, яка визначає край космосу на висоті близько 100 км над Землею, а типові барвисті полярні сяйва виникають на висоті від 100 до 250 км внаслідок зіткнення атомарного кисню з енергетичними частинками з космосу. Нещодавно виявлене нове полярне сяйво є результатом взаємодії з частками вуглекислого газу, що існує у різних шарах атмосфери. Такі полярні сяйва виникають набагато нижче, а саме на висоті близько 90 км. Виявити їх вдалося за допомогою супутника NASA AIRS, атмосферного інфрачервоного зонда на борту супутника спостереження за Землею Aqua. Цей орбітальний апарат було запущено ще 2002 року і з того часу він збирає дані про Землю[6].


Полярне сяйво на інших планетах[ред. | ред. код]

Полярне сяйво — явище, характерне не лише для Землі, наявність у планети атмосфери та магнітного поля — достатня умова для виникнення цього явища. Так, наприклад, полярні сяйва вже зафіксовані на Юпітері[7][8] та на Сатурні[9][10].

Див. також[ред. | ред. код]

Джерела[ред. | ред. код]

  1. ↑ а б Полярное сияние // Географический энциклопедический словарь : понятия и термины : [рос.] / Под ред. А. Ф. Трёшникова. — Советская энциклопедия. — М., 1988. — С. 237—238. — 432 с. — 100 000 екз.
  2. ↑ а б Полярне сяйво // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 373. — ISBN 966-613-263-X.
  3. ↑ а б в Л. Лазутин (04.09.2015). Солнечно-земная физика. НИИЯФ МГУ (справочник). Архів оригіналу за 18 жовтня 2019. Процитовано 18 жовтня 2019. {{cite web}}: Проігноровано |chapter= (довідка)
  4. ↑ Північне сяйво перемістилося на південь до Великої Британії: причина несподіваного явища. 04.03.2023
  5. ↑ Satellites uncover 'invisible' auroras glowing in infrared in Earth's atmosphere. // By Briley Lewis. July 5, 2023
  6. ↑ Вчені виявили "невидиме" полярне сяйво на Землі. 05.07.2023, 16:07
  7. ↑ Телескоп «Хаббл» зняв фото і відео полярного сяйва на Юпітері. 01.07.2016, 11:25
  8. ↑ Полярне сяйво Юпітера. // Зреферовано Соломією Кривенко. 08.07.2016
  9. ↑ Телескоп Hubble сфотографував північне сяйво Сатурна. ФОТО. 01.09.2018, 05:39
  10. ↑ Вітри на Сатурні викликають незвичні полярні сяйва. 09.02.2022

Література[ред. | ред. код]

  • (рос.) Гордиец Б. Ф. и др. Солнечная активность и Земля. — М. : Знание, 1980. — 64 с.
  • (рос.) Мизун Ю. Г. Полярные сияния. — М. : Наука, 1983. — 135 с. — (Человек и окружающая среда)

Посилання[ред. | ред. код]

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Полярне сяйво
Розділи
Прикладні
Блискавка
Блискавка
Елементи
Прилади і пристрої
Атмосферні явища
Організації
Перегляд цього шаблону
  Про аудіо, відео(ігри), фото та мистецтво
Тематичні сайти
Словники та енциклопедії
Довідкові видання
Нормативний контроль
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Полярне_сяйво&oldid=42580039