Полярне сяйво виглядає як кольорові стрічки чи плями, що рухаються нічним небом. Ви бачите зелене, червоне або фіолетове світло без жодного прожектора. Звідки воно береться? Джерело — Сонце, а точніше потік частинок, який воно постійно викидає в космос.
Що таке полярне сяйво та як воно виникає
Усе починається на Сонці. Наша зоря безперервно випускає сонячний вітер. Це потік заряджених частинок, переважно протонів та електронів. Вони летять у всі боки зі швидкістю сотні кілометрів за секунду.
Землю від цього потоку захищає магнітне поле. Уявіть його як невидимий щит з силовими лініями. Ці лінії вловлюють частинки сонячного вітру і ведуть їх до магнітних полюсів. Так навколо полюсів формується кільце — авроральний овал. Саме там сяйва виникають майже щоночі.
Далі в гру вступає атмосфера. На висоті від 80–100 км до 400–1000 км, у мезосфері та термосфері, частинки врізаються в гази повітря. Переважно в кисень та азот. Від удару атоми газу збуджуються, тобто отримують зайву енергію.
Найпростіше зрозуміти це на прикладі неонової вивіски. Електричний струм проходить через трубку з газом. Газ збуджується і починає світитися. У небі працює той самий принцип, тільки замість струму з розетки — частинки з Сонця.
Збуджений атом довго таку енергію не тримає. За частки секунди він повертається до спокійного стану. Надлишок енергії вилітає у вигляді фотона, крихітної порції світла. Мільярди таких спалахів ми й бачимо як полярне сяйво. Північне сяйво латиною називають Aurora Borealis, цю назву 1619 року запропонував Галілео Галілей. Південне, біля Антарктиди, — Aurora Australis.
Отже, це не відблиск. Веселка або гало з’являються, коли сонячне світло заломлюється в краплях чи кристалах. Сяйво ж світиться само. Це власне випромінювання газів, які вдарили космічні частинки.
Чому полярне сяйво світиться різними кольорами
Колір залежить від двох речей. Перша — з яким газом сталося зіткнення. Друга — на якій висоті це сталося. Там повітря має різну густину, тому гази реагують по-різному.
| Колір сяйва | Газ атмосфери | Висота та особливості |
|---|---|---|
| Зелений | Атомарний кисень | 100–200 км, найпоширеніший колір, людське око найбільш чутливе саме до цієї довжини хвилі |
| Червоний | Атомарний кисень | 200–400 км, рідкісне сяйво, виникає на великих висотах під час сильних сонячних бур |
| Синій та фіолетовий | Молекули та іони азоту | Близько 100 км і нижче, спостерігається під час високої активності по нижньому краю дуги сяйва |
Іноді краї зеленої смуги рожевіють чи стають пурпуровими. Так виглядає змішування. Зелене світло кисню накладається на синє світло азоту. Око сприймає цю суміш як рожевий обідок.
Форми сяйва та його прояви на інших планетах
Сяйво рідко виглядає як проста пляма. Частіше ви бачите спокійну дугу через усе небо. Вона може тягнутися на сотні кілометрів і повільно згинатися.
Коли потік частинок посилюється, дуга розпадається на промені. Це вертикальні стовпи світла. Якщо такий стовп опиняється прямо над вами, промені ніби сходяться в одній точці. Виникає корона. Бувають і зовсім спокійні форми — розмиті плями, що тьмяно пульсують годинами.
- Юпітер — найпотужніші сяйва в Сонячній системі, у сотні разів сильніші за земні, світяться постійно через вулкани супутника Іо;
- Сатурн — сяйва навколо полюсів, зафіксовані телескопами переважно в ультрафіолетовому діапазоні;
- Уран та Нептун — асиметричні світіння через сильно зміщені магнітні осі;
- Марс — локальні сяйва над намагніченими ділянками кори без глобального магнітного поля.
Правило просте. Де є атмосфера і магнітне поле, там можливе сяйво. Юпітер має обидва чинники дуже сильними. Тому його сяйва не згасають ніколи. Марс глобального поля не має, тож світиться лише місцями.
Чому полярне сяйво з’являється в Україні та як його побачити
Зазвичай авроральний овал висить над полярними районами. Ви в Україні його не побачите. Все змінюють спалахи на Сонці та корональні викиди маси. Це величезні хмари плазми, що летять до Землі.
Від такого удару починається геомагнітна буря. Овал розширюється і сповзає на південь. Тоді сяйво видно в помірних широтах. Активність Сонця змінюється циклами. Повний цикл триває приблизно 11 років, а саме Сонце обертається навколо своєї осі за 27 днів, тому спалахи можуть повторюватися.
Пік 25-го циклу сонячної активності припав на 2024–2025 роки. Найяскравіші сяйва над Європою та Україною спричинила масштабна сонячна буря у травні 2024 року. Тоді червоне та зелене світло фотографували навіть у центральних областях.
- Індекс геомагнітної активності (Kp): показник має сягати Kp 7–8 і вище для широт України
- Світлове забруднення: повна темрява за межами міст та відсутність яскравого місячного світла
- Напрямок огляду: відкритий північний горизонт без дерев та високих будівель
- Стан атмосфери: абсолютно безхмарне та чисте небо
Слідкуйте за прогнозом Kp-індексу на сайтах космічної погоди. Виїжджайте за місто, дайте очам 20 хвилин звикнути до темряви. Дивіться на північ. Камера телефону часто фіксує слабке сяйво раніше, ніж його помічає око.
