Разноцветное свечение в ночном небе на протяжении веков поражало воображение людей. Северное сияние воспето во многих легендах северных народов, которые пытались объяснить это завораживающее зрелище. Сегодня природа этого феномена хорошо изучена. О том, как появляется северное сияние, от чего зависит его цвет и где натуральное световое шоу посмотреть на просторах России, — в материале «Ленты.ру».
Северное, или полярное сияние, — это одно из самых красивых оптических явлений в верхних слоях атмосферы. Оно выглядит как гигантские цветные занавеси или всполохи, медленно двигающиеся в ночном небе. Чаще всего можно наблюдать свечение зеленого и фиолетового оттенков, реже — красного, желтого и синего.
Этот феномен с древности окутан мифами.
В беседе с «Лентой.ру» программист отдела космических наук НИИЯФ МГУ Александр Разумов рассказал, что в основе этого явления лежит взаимодействие между Солнцем и магнитным полем нашей планеты.
«По основной гипотезе, магнитное поле, своего рода защитная оболочка Земли, существует из-за того, что у нашей планеты есть жидкое металлическое ядро. Чтобы наглядно показать магнитное поле, обычно рисуют силовые линии — они направлены от северного полюса к южному. И когда на эти силовые линии, как на рельсы, попадают заряженные частицы — протоны и электроны, они начинают летать от полюса к полюсу», — объяснил Александр Разумов.
Чем ближе они подлетают к поверхности, тем плотнее становится атмосфера и тем больше вероятность столкновения с молекулами газов. При этом столкновении энергия от солнечных частиц передается газам. Газ, получив эту энергию, на короткое время «возбуждается», а затем «успокаивается», выпуская излишек энергии в виде света. Это и есть северное сияние.
«Когда они сталкиваются, например, с молекулой азота или кислорода, молекула переходит на другой, более высокий, уровень энергии. С этого уровня энергии молекула спускается обратно в "спокойное" состояние, испуская свет. Как правило, свет получается в ультрафиолете, видимом или инфракрасном спектре излучения», — поясняет эксперт.
Основная область, где происходят сияния, называется авроральным овалом — это кольцевая зона вокруг магнитного полюса. Из космоса полярное сияние выглядит как светящийся венок, ширина которого зависит от мощности вспышек на Солнце.
Во время вспышек поток выбрасываемых Солнцем частиц усиливается, и авроральный овал расширяется, «спускаясь» на более низкие широты. Именно поэтому в периоды высокой солнечной активности северное сияние иногда можно увидеть даже в средней полосе России.
Северное сияние может принимать различные формы и оттенки, каждый из которых объясняется физическими законами.
Цвет сияния зависит от двух ключевых факторов: с каким газом сталкиваются частицы и на какой высоте это происходит. «У микроскопических систем, таких, как молекулы, есть разные энергетические уровни. Переход с высокого уровня на низкий сопровождается излучением света определенной длины волны. Чаще всего нам видно излучение от кислорода — это красные и зеленые цвета, а также фиолетовый и зеленый — от азота», — объяснил Александр Разумов.
Движение частиц вдоль силовых линий магнитного поля Земли создает характерные фигуры:
Иногда полярное сияние может сопровождаться звуками, похожими на тихий треск или шипение, однако это крайне редкое явление. Ученые предполагают, что звук может быть вызван такими изменениями в электризации атмосферы на больших высотах, что при особых условиях, например, в морозную безветренную погоду на открытой местности, разряды слышны у поверхности земли.
Даже при идеальных условиях стопроцентной гарантии увидеть северное сияние нет, однако в наиболее благоприятных для наблюдения районах в разгар сезона (с ноября по февраль) вероятность наблюдать аврору достигает 80-90 процентов. Чтобы стать свидетелем этого явления, важно оказаться в нужном месте в подходящее время.
Оптимальный период для «охоты» за авророй в России — с сентября по апрель. В это время в северных широтах устанавливаются достаточно темные полярные ночи, необходимые для наблюдения свечения.
Интересно, что в периоды равноденствий (сентябрь и март) солнечная активность часто повышается, и это увеличивает вероятность ярких сияний.
Лучшее время для наблюдений за полярным сиянием — с 21:00 до 03:00.
Вероятность появления сияния напрямую зависит от солнечной активности. От момента солнечной вспышки до появления авроры на Земле проходит обычно двое-трое суток — именно столько времени нужно солнечному ветру, чтобы достичь нашей планеты.
Для прогнозирования используется Кр-индекс — показатель геомагнитной активности от 0 до 9:
Для Мурманска достаточно индекса около 3, а для Москвы потребуется значение 6 и выше.
Где отслеживать прогнозы:
В периоды особой солнечной активности полярное сияние можно наблюдать даже в центральных регионах России — жители Московской, Ленинградской и других областей изредка становятся свидетелями этого природного светового шоу. Однако тем, кто хочет гарантированно увидеть аврору, лучше отправиться в северные регионы страны.
На Кольский полуостров каждый сезон приезжают охотники за авророй. Благодаря влиянию Гольфстрима климат здесь мягче, чем в других арктических регионах, а развитая инфраструктура делает поездку комфортной. Наблюдать сияние лучше всего в окрестностях Мурманска, в знаменитой Териберке на берегу Баренцева моря, среди живописных Хибинских гор и в саамских поселениях.
Этот регион привлекает охотников за сиянием своей относительной близостью к центральной России. Наилучшие условия для наблюдений — в Кенозерском национальном парке, внесенном в список всемирного наследия ЮНЕСКО, на побережье Северной Двины и на Соловецких островах. Эти места удалены от населенных пунктов, поэтому световое загрязнение там минимально.
Для тех, кто ищет уединения и настоящей арктической романтики, подойдут северные районы Республики Коми. Лучше всего отправляться в окрестности Воркуты, где вероятность увидеть сияние очень высока. Суровый климат и отсутствие туристической инфраструктуры компенсируются фантастическими пейзажами и практически полным отсутствием светового загрязнения.
Этот регион предлагает уникальную возможность увидеть северное сияние в аутентичных условиях кочевой жизни народов Севера. В районе Салехарда, расположенного непосредственно на Полярном круге, и на полуострове Ямал можно сделать необычные кадры авроры на фоне традиционных ненецких чумов. Местные жители хорошо знают лучшие места для наблюдения и часто помогают туристам в организации фотосъемок.
Хотя Карелия расположена южнее других северных регионов, здесь также можно стать свидетелем полярного сияния, особенно в периоды повышенной солнечной активности. Наиболее подходящими местами считаются берега Онежского озера, национальный парк «Паанаярви» с его нетронутой природой и окрестности Костомукши.
Суровый, но невероятно живописный регион. Лучшие условия для наблюдения складываются на плато Путорана, в окрестностях Норильска, а также в Хатанге и Дудинке. Эти места требуют серьезной, практически экспедиционной подготовки и теплой экипировки, но вознаграждают зрелищем незабываемой красоты.
Самый холодный регион северного полушария предлагает и самые впечатляющие возможности для наблюдения за авророй. В районе Якутска, Оймякона — знаменитого полюса холода — и поселка Тикси можно увидеть особенно яркие и частые сияния. Местные жители отмечают, что в якутские морозы небо часто чистое, поэтому условия для наблюдений идеальны.