Как наука создает (и вы видите) лучшие шоу северного сияния на Земле

Как наука создает (и вы видите) лучшие шоу северного сияния на Земле
Как наука создает (и вы видите) лучшие шоу северного сияния на Земле

Включая, куда и когда пойти, чтобы насладиться самыми захватывающими видами.

На фоне темного, ясного ночного неба вы можете увидеть Луну, планеты, звезды, Млечный Путь и даже объекты глубокого космоса невооруженным глазом. Но если вы находитесь близко к полюсам и возникают подходящие условия, вы также увидите в небе кое-что еще: мерцающую, быстро движущуюся цветную завесу. Чаще всего это ярко-зеленый цвет, хотя иногда встречаются и синие, и красные оттенки. Веками наблюдатели за небом восхищались появлением Северного сияния (на севере) и Южного сияния (на юге), но понятия не имели, что создало эти кратковременные световые шоу. Сегодня мы не только понимаем, что их вызывает, но и можем предсказать, когда они произойдут, насколько впечатляющими они будут, и  что наиболее впечатляюще для тех из нас, кто хочет осмотреть достопримечательности для себя   куда пойти, чтобы получить лучшие виды этих явлений в мире.

Image
Image

Если бы вы посмотрели на атмосферу Земли с очень большой высоты, вы бы увидели, что в ней есть слои, которые выделяются своими различными свойствами. Примерно на высоте 80-105 км в нашей атмосфере есть слой натрия, который переходит в возбужденное состояние днем, когда находится под прямыми солнечными лучами. Ночью атомы остывают и переходят в основное состояние, излучая характерное желтое свечение. Когда вы поднимаетесь выше, атомы кислорода, азота и водорода соединяются друг с другом различными способами, создавая другие оптические эффекты.

Image
Image

Вы можете создать низковысотное красное свечение воздуха из молекул гидроксила (ОН), которые перекрываются со слоем натрия. Над обоими этими слоями можно увидеть ярко-зеленое свечение атмосферы от оксида азота (NO) и, прежде всего, одноатомного кислорода (O). Голубое свечение иногда появляется прямо над зеленым слоем из-за того, что два атома кислорода образуют молекулярный кислород (O2), процесс, который опять же происходит в основном ночью. Наконец, сверхвысотное красное свечение воздуха создается электронами, падающими на орбитали возбужденных атомов кислорода и возбужденных гидроксильных радикалов (ОН-).

Image
Image

Все это нормально, рутинно и вызвано просто взаимодействием солнечного света с атмосферой Земли. В течение дня свет попадает на эти атомы, молекулы и ионы, возбуждая или ионизируя их, а затем ночью электроны возвращаются к более низким энергиям, излучая при этом свет. Но Солнце часто излучает больше, чем просто свет: оно также может излучать частицы. Солнечный ветер является примером медленного, устойчивого потока частиц, исходящих от Солнца, проходящих мимо Земли, всех планет и, в конечном итоге, за пределы нашей Солнечной системы; оно всегда присутствует. Но время от времени мы будем сталкиваться с такими событиями, как солнечная вспышка, выброс массы короны или другое усиление частиц    с точки зрения как скорости, так и числа   , которое может создать захватывающее зрелище здесь, на Земле.

Image
Image

Заряженные частицы, испускаемые Солнцем, не просто движутся по прямой линии, а следуют по пути, искривленному магнитным полем Солнца. Поскольку у Земли также есть магнитное поле, эти частицы часто направляются вокруг магнитных полюсов Земли, причем более быстрые частицы способны ударяться ближе к экватору. Атмосфера Земли прекрасно защищает поверхность от этих частиц; пока вы находитесь на земле, вы физически в безопасности даже от самой мощной солнечной бури. Но чем ближе вы находитесь к одному из магнитных полюсов Земли, тем больше у вас шансов увидеть захватывающее световое шоу северного сияния.

Image
Image

Частицы, которые в конечном итоге столкнутся с Землей, направляются вниз в нашу атмосферу вдоль магнитных полюсов, где они ударяются о наш мир, образуя «кольцо» с северной и южной сторон.

Image
Image

Величайшие шоу происходят из-за солнечных вспышек; чем сильнее вспышка, создавшая выброс с Солнца, тем быстрее и энергичнее эти частицы. Водород, кислород и азот в наших верхних слоях атмосферы поражаются этим излучением, ионизируются и, наконец, сталкиваются со свободно плавающими электронами для рекомбинации. Когда эти электроны падают на энергетические уровни, они излучают свет с несколькими определенными длинами волн: чаще всего зеленым, но иногда красным или синим. Атмосфера состоит из одних и тех же атомов, молекул и ионов по всему миру; вариация вызвана специфическими свойствами частиц, попадающих в атмосферу в данный момент!

Image
Image

Многих, кто видел неподвижные фотографии полярного сияния, удивляет, когда они видят его своими глазами в первый раз. Полярные сияния не статичны, а движутся довольно быстро, подобно зеленому рассеянному занавесу, который натягивается и закручивается по небу. Лучшие виды на полярное сияние  - и я ненавижу это говорить, потому что большинство из нас никогда не увидит его воочию  - открывается над земной атмосферой, в открытом космосе.

Но вторым лучшим местом для наблюдения за полярным сиянием является любое место в пределах примерно 30 градусов от магнитного полюса Земли. Сюда входят большая часть северной Канады и России, северная Норвегия, Швеция и Финляндия, а также вся Исландия, Гренландия и (на юге) Антарктида. Даже без впечатляющего солнечного события, совпадающего с ними, полярные сияния в этих местах - обычное дело. Хотя вы можете увидеть их в любое время года, лучшее время для наблюдения за ними - зима, когда у вас самое большое количество часов темноты, когда вы случайно видите ясное небо.

Image
Image

Фотографии полярных сияний, которые вы видите, невероятно впечатляют и представляют собой то, что вы увидите за относительно короткий промежуток времени: обычно всего за 15-30 секунд. Я поговорил с Одином Кари Карлссоном (в «селфи северного сияния» выше), который живет в Исландии. Несмотря на то, что у него большой опыт работы с фотооборудованием и в индустрии туризма, фотография полярного сияния, которую вы видите выше, а также галерея ниже представляют собой его первый раз, когда он сам фотографирует полярное сияние! Согласно Одину:

[Это] был мой первый раз, когда я делал свои собственные фотографии после многих лет помощи моим клиентам использовать их камеры в туре. Я сделал фотографии с исо 1600, диафрагмой 28 и выдержкой от 15 до 30 секунд. Тогда я использовал штатив. Место, где я их взял, - Стиккисхольмюр на Снайфедльснес.

Посмотрите галерею сами!

Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image

В январе этого года я возглавлю астротур по Исландии (места еще открыты), одному из лучших и самых надежных мест для наблюдения за северным сиянием во всем мире. С 16 часами полной темноты в ночь около солнцестояния любое место с ясным небом, близкое к полюсам и свободное от светового загрязнения, даст вам захватывающий шанс увидеть это природное чудо планеты Земля своими глазами. Подобно полному солнечному затмению, изображения, видео и описания, которые вы можете увидеть, захватывают дух, но это не заменит того, чтобы увидеть это своими глазами. Вселенная там; не упустите свой шанс испытать все, что он может предложить.