1. Сонце і магнітні поля планет створюють ефектне видовище Вид c орбіти. Космонавти на Міжнародній...
2. Космос: земля не унікальна
3. Дивацтва: звуки і розлади психіки
4. Авіація: сяйво в салоні лайнера

Сонце і магнітні поля планет створюють ефектне видовище

Вид c орбіти. Космонавти на Міжнародній космічній станції знімають ефектні фото полярних сяйв з незвичного ракурсу.

Фото: NASA

Серед всіляких природних явищ, з якими людина стикається на планеті, полярне сяйво - одне з найшкідливіших. Хоча енергія, яка виділяється при цьому, порівнянна з тією, що вивільняється при землетрусі магнітудою в 5-6 балів.

При цьому полярне сяйво - один з найефектніших природних феноменів. Спостереження та фотозйомка сяйв давно вже перетворилася в різновид активного відпочинку.

Термін "північне сяйво" (раніше не знали про те, що в Антарктиці воно теж є) - це калька з німецького Nordlicht. У поморів, що жили в Арктиці і добре знайомих з північним сяйвом, для нього існували свої колоритні назви - пазор, сполохи. У науці поширене ще одна назва цього явища - аврора.

Фізика: сонячний вітер проти магнітного поля

Світіння верхніх шарів атмосфери в приполярних районах є наслідком вражаючих процесів, що відбуваються в Сонячній системі. Від Сонця постійно виходить колосальний потік заряджених частинок - так званий сонячний вітер. Більш того, час від часу наше світило викидає в навколишній простір додаткові порції такої речовини. Заряджені частинки несуться геть від Сонця і в якийсь момент стикаються з небесними тілами, складовими нашу Сонячну систему. Оскільки винуватцем полярних сяйв є Сонце, то і виникнення їх має певну циклічність, зав'язану на період обертання Сонця навколо своєї осі (27 діб) і коливань сонячної активності з періодом 11 років.

Стикаючись з молекулами газів, складових атмосфери планет, заряджені частинки збуджують їх. При цьому виділяється порція енергії у вигляді електромагнітного випромінювання. Залежно від речовини, випромінювання це має певну частоту, іншими словами, зіткнення частинок і молекул дає світло різного кольору. Молекули кисню дають жовте і зелене свічення, молекули азоту - червоне або фіолетове. А ось водень породжує спалахи ультрафіолету, взагалі неможливо розрізнити неозброєним оком. Оскільки в атмосфері Землі переважає саме азот і кисень, то завдяки цьому (а ще неоднорідності повітряної оболонки) ми і можемо спостерігати настільки ефектні світлові шоу, які влаштовують самою природою. На інших планетах, де атмосфери здебільшого складаються із з'єднань водню, людина без спеціальних приладів просто не зміг би побачити таке видовище.

Діапазон висот, на яких відбувається утворення полярного сяйва, досить великий - від 80 до 1000 км над поверхнею Землі. Причому колір світіння також залежить від висоти.

Залежно від збігу природних факторів, змінюється і зовнішній вигляд світіння. Це можуть бути колишуться стрічки (іноді більше схожі на гігантські штори), розмиті плями, тонкі промені або навіть корони. При цьому форма світіння може постійно змінюватися або навпаки - залишатися млявою, майже незмінною.

Області появи сяйв обумовлені впливом магнітного поля Землі. Без нього, небо могло б світитися над будь-яким ділянкою планети. Але наштовхуючись на силові лінії поля, велика частина сонячних частинок огинають нашу планету. І тільки в районах магнітних полюсів відбувається найбільше взаємодія їх з молекулами атмосфери. Ці області отримали назву авроральних овалів. Діаметр цих областей коливається в межах 2-3 тис. Км.

Максимальна частота полярних сяйв в Північній півкулі спостерігається в смузі, що проходить через південь Гренландії і Ісландії, північ Скандинавського півострова і арктичне узбережжя Сибіру.
У Південній півкулі найкраще спостерігати це природне явище на острові Тасманія або південного краю Нової Зеландії.

При сильних катаклізмах в "космічної погоди" - магнітні бурі або потужних спалахи на Сонці - область виникнення полярних сяйв помітно зміщується на південь. Так, в січні 1938 року полярне сяйво спостерігалося над всією територією Західної Європи. А в 2015 році в українських медіа промайнули повідомлення про полярному сяйві, помічене неподалік від Києва. У минулому році за соцмережах гуляло фото, зроблене в Львівській області ... Складно сказати, наскільки правдоподібна ці новина. Але в ті моменти відзначалися незвично сильні магнітні бурі. Так що все можливо.

Довгий час вважалося, сяйва в південному і Північній півкулі відбуваються одночасно і симетрично. Але в 2001 р вдалося провести одночасне спостереження полярних регіонів з космосу, і виявилося, що сяйва в Арктиці й Антарктиці живуть своїм особливим життям, і мало схожі один на одного.

До слова: саме завдяки магнітному полю на Землі існує життя. Без нього, потоки частинок, що налітають на Землю з Всесвіту і з боку Сонця, просто б випалили все на її поверхні. Не було б навіть шансу з'явитися складним молекулам, необхідним для зародження живої матерії.

У найзагальнішому вигляді полярне сяйво непередбачувано. З ним точнісінько так само, як із землетрусом. Можна визначити ймовірність його появи, але неможливо точно передбачити час. Крім того, для ефектного видовища потрібно ще і ясне, безхмарне небо. Ну і, нарешті, найкраще сяйво виглядає в темний час доби.

Ось чому ефектні знімки цього явища отримують з космосу: тут завжди ніч і немає хмар.

Існує стійке оману, що найчастіше сяйва трапляються взимку. Насправді їх максимальна частота припадає на час весняного і осіннього рівнодення. Просто в Арктиці й Антарктиці в цей час вже почалася (або ще не закінчилася) зима. Так і виникла стійка взаємозв'язок сяйв зі снігом і морозом.

Космос: земля не унікальна

Земля не єдина планета Сонячної системи, де спостерігаються полярні сяйва. Адже принципові умови для виникнення такого явища - наявність у планети магнітного поля і повітряної оболонки. Нашу Землю в цьому плані ніяк не назвеш винятком.

Оскільки склад атмосфери на різних планетах суттєво відрізняється, то і колір сяйв різний. Аж до того, що світіння відбувається в невидимій для людського ока частини діапазону.

Спостерігати і досліджувати позаземні полярні сяйва стало можливим в останні десятиліття, коли в розпорядженні вчених з'явилися нові інструменти: орбітальні телескопи і міжпланетні станції, які досягли околиць віддалених планет.

На орбіті. Космічний телескоп "Хаббл" працює з 1990 року та допоміг зробити безліч відкриттів

У небесних тіл, що потрапляють в цю групу (планети Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун), в повітряній оболонці переважає водень. Тому світіння відбувається в ультрафіолетовому діапазоні, яке неозброєним оком не побачиш. Особливо ефектно полярні сяйва виглядають на Сатурні і Юпітері. Адже ці велетні оповиті найпотужнішою атмосферою і володіють магнітними полями з напруженістю, в десятки разів перевищує цей показник у магнітного поля Землі.

Такі умови породжують масштабні полярні сяйва, що досягають немислимих для Землі висот над поверхнею планети. Рекордсменом тут є Сатурн - над ним аврори формуються на висоті 1200 км!

Сатурн. Висота світіння сягає 1200 км. Фото: NASA

У спостереженні за цими планетами величезна заслуга орбітального телескопа "Хаббл", який передав на Землю безліч фото- і відеозаписів світіння над полярними областями Юпітера. Як виявилося, на формування полярних сяйв на цій планеті впливають його супутники. Так, на юпитерианской місяці Іо є діючі вулкани. Вони безперервно вивергають речовину в іоносферу Юпітера, і потік заряджених частинок викликає безліч ефектів, яких просто немає на інших планетах.

Крім того, щось на кшталт полярного сяйва відзначено і на самих місяцях Юпітера. Один з них, Ганімед, володіє власним магнітним полем. На Європі атмосфера взаємодіє з найпотужнішим магнітним полем Юпітера.

Юпітер. Тут сяйва наймасштабніші. Фото: NASA

Дуже важко зафіксувати полярні сяйва на такий далекій планеті, як Уран. Магнітосфера Урана має нестандартну, в порівнянні з іншими планетами Сонячної системи, структуру. І вченим доводиться вичікувати момент, щоб склалася сприятлива ситуація: магнітосфера виявилася в оптимальної конфігурації, а Урана досяг викид високоенергетичних часток, викинутий Сонцем (нагадаємо, що саме вони викликають світіння в атмосфері). Вперше фото спалахів виконала станція "Вояджер-2" ще в 1986 році. Потім, в 2011 році, це явище зафіксував невтомний трудяга "Хаббл". Після цього вченим довелося вартувати планету ще два роки. І тільки в 2014 році були отримані нові знімки.

У цієї планети немає внутрішнього "генератора" магнітного поля. Тому воно навколо Венери досить слабке. Проте полярні сяйва тут теж зафіксовані. Виглядають вони як розмиті плями невизначеної форми.

Ця планета втратила магнітного поля мільярди років тому. Але впливу намагнічених гірських порід досить, щоб над Червоною планетою виникали світіння в ультрафіолетовому діапазоні хвиль. Наприклад, при дуже сильних спалахах на Сонці. Причому через відсутність магнітного поля на Марсі світиться весь небосхил, а не тільки полярні області.

Вперше марсіанські аврори побачили в 2004 році. Набагато більш потужне сяйво у верхній частині марсіанської атмосфери було помічено восени минулого року.

Дивацтва: звуки і розлади психіки

Полярні сяйва мають репутацію явища досить нешкідливого. Але при поглибленні в тему все виглядає не так благопристойно - особливо якщо врахувати, що вони пов'язані зі станом магнітного поля планети і сонячною активністю. Людський організм теж чутливий до цих чинників. Так що, швидше за все, якесь раціональне зерно в численних повідомленнях про негативний вплив полярних сяйв на психіку людей все-таки є. Якщо покопатися в літературі про подорожі, можна знайти повідомлення про те, як члени екіпажів суден, які опинилися в Арктиці, раптом втрачали розум, рвалися піти з корабля. Такі випадки отримали назву "арктична істерія". Щось подібне траплялося і серед корінних північних народів: там в психоз впадали цілі групи людей.

Цілком можливо, що розгадка криється в коливаннях наднизької частоти, які виникають при збуреннях магнітосфери Землі. Зараз біологам уже відомо гнітючий вплив таких коливань на психіку людей. Саме з ними, до речі, пов'язують випадки, коли цілі екіпажі раптово залишають суду в різних регіонах Світового океану.

Корінні народи Півночі завжди були впевнені, що полярні сяйва супроводжуються якимись звуками. Підтвердження тому стали з'являтися, коли в СРСР почалося освоєння арктичних регіонів. З полярними сяйвами познайомилося безліч цілком освічених людей, і багато нерідко говорили про дивні звуки. Довгий час розповіді списували на втому від знаходження в складних умовах. Але в 2012 р вчені з університету Аалто (Фінляндія) записали звуки, які супроводжують природне явище. Виявилося, що виникають вони на висотах близько сотні метрів і є потріскування, шипіння і глухі удари. І хоча взаємозв'язок звуків і сяйв очевидна, виразного пояснення цьому феномену поки не знайдено.

Авіація: сяйво в салоні лайнера

Палаючі небеса так вражають людей, що зовсім нерозумно не використовувати це природне явище в рекламі. Один з найбільш вдалих прикладів такого підходу продемонструвала ісландська авіакомпанія Icelandair. Приналежний їй лайнер Boeing 757 Hekla Aurora одягнений в ліврею з мотивами зимових пейзажів острова (Гекла - популярне в Ісландії жіноче ім'я, і ​​назву одного з вулканів). Але дизайнери не задовольнилися зовнішнім виглядом літака. Вони розвинули ідею і забезпечили салон єдиною в світі світлодіодним підсвічуванням, що відтворює північне сяйво.

На борту. Світлодіодні панелі імітують полярне сяйво. Фото: Icelandair

Читайте найважливіші та найцікавіші новини в нашому Telegram

джерело: сьогодні