Що таке північне сяйво?

У 1619 році, піднявши погляд і побачивши нічне небо, всіяне зеленим і фіолетовим світлом, Галілео Галілей ввів термін «Aurora Borealis» на честь римської богині світанку Аврори та Борея, грецького бога північного вітру. Але Галілей навряд чи був першою людиною, яка дивувалася північному сяйву.

Можливо, найдавніше зображення північного сяйва можна знайти в печері на південному заході Франції, де 30 000-літні сліди пальців імітують повороти зоряного світлового шоу. У 567 році до нашої ери королівський астроном, який працював на вавилонського царя Навуходоносора II, написав на кам’яній табличці свій звіт про полярне сяйво. Дві тисячі років потому над сучасною Чеською Республікою засяяла величезна вистава, яку художники зобразили як палаючі свічки над хмарами.

Всього через століття Галілей навчився дивитися на північне сяйво і помилково припустив, що воно є відображенням сонячного світла в атмосфері. Вченим знадобиться аж до 20-го століття, щоб з’ясувати, що викликає полярне сяйво, але багато загадок про це явище залишається.

Що викликає північне сяйво?

Причина північного сяйва починається за 94 мільйони миль із нестабільності магнітного поля Сонця. Корональний викид маси (CME) — сонячне виверження, яке викидає мільярди тонн перегрітої плазми в космос — може подорожувати Сонячною системою зі швидкістю понад 45 мільйонів миль на годину, досягаючи Землі менш ніж за добу.

Коли ці сонячні частинки врізаються в магнітне поле Землі, вони прискорюються вгору та вниз по лініях магнітного поля нашої планети в напрямку Північного та Південного полюсів. По дорозі вони стикаються з атомами азоту та кисню в атмосфері, наповнюючи ці атоми надлишком енергії, яка потім виділяється під час спалаху світла.

Характерні кольори полярного сяйва залежать від типів атомів, які піддаються напрузі. Взаємодія між сонячними частинками та киснем, наприклад, створює червоне або зелене світло, тоді як зіткнення з азотом створює зелене та фіолетове світло. Лінії магнітної сили впливають на малюнок світлового дисплея, створюючи брижі, імпульси, смуги та завихрення, які ми асоціюємо з подією.

Коли і де можна побачити північне сяйво?

У той час як сонячні бурі постійні, полярні сяйва, як правило, більш сліпучі та частіші під час високої сонячної активності, яка відбувається протягом приблизно 11-річного циклу. У середині цього циклу сонце проходить через період інтенсивної активності, який називається сонячним максимумом; початок і кінець циклу характеризуються меншою активністю, відомий як сонячний мінімум. Наш поточний цикл розпочався у 2019 році, тобто 2025 рік відзначатиме сонячний максимум і стане найкращим часом для спостереження за полярним сяйвом на найширшій смузі планети, включаючи райони поблизу екватора.

Але Північне сяйво, а також його південний аналог, відомий як Південне Полярне сяйво, все ще видно більшість ночей більшості років у регіоні, відомому як Зона Полярного сяйва, област, яка знаходиться в межах 1500 миль від полюса. На півночі зона включає такі країни, як Гренландія, Фінляндія, Канада та Росія. Найтемніше та найясніше небо в цих місцях буває навесні та восени, коли північне сяйво, як правило, найбільш яскраве в безмісячні ночі між 22:00 та 2:00.

Темна сторона світла

Незважаючи на сотні років досліджень, вчені все ще розкривають таємниці північного сяйва. Наприклад, донедавна дослідники не були впевнені, як плазма з CME досягла такої надзвичайної швидкості. У дослідженні, опублікованому у 2021 році, фізики з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі виявили, що вони розгадали таємницю, підтвердивши, що потужні хвилі, які виникають у плазмі, звані хвилями Альвена, переносять електрони, які викликають полярні сяйва, прискорюючи їх, як прискорення у відеогрі.

У 2018 році NASA запустило сонячний зонд Parker, який наблизиться до Сонця ближче, ніж будь-який попередній космічний корабель, допомагаючи вченим зрозуміти та передбачити основні космічні погодні явища, такі як CME. Це тому, що ці події не просто створюють красиві світлові шоу, вони також можуть завдати шкоди технологічному суспільству, від якого залежить.

У 1859 році сильний CME спричинив збій телеграфних систем у всьому світі, завдаючи ударів електричним струмом операторам і підпалюючи телеграфний папір. У 1989 році сильний сонячний шторм, який спричинив приголомшливе полярне сяйво, також вимкнув електроенергію у Квебеку, Канада, більш ніж на дев’ять годин. Сонячні бурі можуть становити небезпеку для навігаційних і телекомунікаційних систем, а також супутників.

Сьогодні Національне управління океанічних і атмосферних досліджень разом із ВПС Сполучених Штатів контролює Центр прогнозування космічної погоди, який надає прогнози для авіаційних і телекомунікаційних сайтів. Для аматорів, які спостерігають за небом, SWPC також надає нічний прогноз полярного сяйва, який показує місце розташування та ймовірність прояву північного сяйва. Джерело