Загадкове синє полярне сяйво: в атмосфері Землі виявлено невідому фізику

Зазвичай полярні сяйва мають зелений колір. Хоча ці явища можуть мати багато колірних відтінків залежно від висоти, широти і того, з якими газами в атмосфері Землі взаємодіють заряджені сонячні частинки. Під час однієї з найсильніших геомагнітних бур, яка накрила Землю 11 травня цього року, в Японії спостерігали дивне синє полярне сяйво. Незвично, що воно виникло на низьких широтах, а також на дуже великій висоті. Тепер учені знайшли ймовірне пояснення цьому явищу, хоча залишається ще багато запитань без відповіді, які вказують на невідомі фізичні процеси в атмосфері. Дослідження опубліковано в журналі Earth, Planets and Space, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Полярні сяйва на Землі виникають унаслідок потрапляння в атмосферу планети величезного потоку заряджених сонячних частинок. Ці частинки приходять із Сонця внаслідок корональних викидів маси або вивержень плазми на нашій зірці і є проявом солоної активності. Коли плазма врізається в магнітне поле нашої планети, виникає геомагнітна буря, і сонячні частинки переміщуються вздовж ліній магнітного поля ближче до полюсів Землі.

Після цього сонячні частинки потрапляють в атмосферу, де стикаються з молекулами різних газів. Така взаємодія призводить до звільнення молекулами атмосферного газу енергії у вигляді світла. Тому виникає полярне сяйво. Під час сильної геомагнітної бурі полярне сяйво може бути видно навіть на низьких широтах. Колір полярного сяйва залежить від висоти, широти й того, з якими газами в атмосфері Землі взаємодіють заряджені сонячні частинки.

Зелені та червоні полярні сяйва виникають через взаємодію сонячних частинок з атомами кисню. Азот надає полярному сяйву червоного й іноді синього відтінку. Змішання різних відтінків призводить до появи також ліній жовтого, фіолетового, рожевого і помаранчевого кольорів. Полярні сяйва, які виникають на низьких широтах, мають червоний колір. Але в Японії в травні цього року спостерігали синє полярне сяйво.

Як показало дослідження, це полярне сяйво складалося з трьох окремих структур загальною протяжністю 1200 км, і вони перебували на висоті від 400 до 900 км. Для порівняння Міжнародна космічна станція обертається навколо Землі на висоті від 400 до 450 км.

Вважається, що низькоширотні полярні сяйва пов'язані з кільцевим струмом. Це область заряджених частинок у формі тора, що оточує Землю. Ці частинки знаходяться всередині магнітосфери Землі, тобто сфери впливу глобального магнітного поля планети. Під час геомагнітної бурі відбувається збудження енергетично нейтральних атомів у кільцевому струмі, які й спричиняють низькоширотні полярні сяйва. Але вчені вважають, що це не може пояснити наявність синього низькоширотного полярного сяйва з такими структурами і на такій висоті.

Вчені припускають, що молекулярні іони азоту могли прискоритися вгору за допомогою якогось невідомого механізму і створили синє полярне сяйво. Але неясно, як молекулярні іони азоту з великою масою можуть існувати на таких великих висотах. Такі іони не можуть також існувати протягом тривалих періодів часу. Тому вчені вважають, що в атмосфері відбувається невідомий фізичний процес і щось прискорює іони азоту.

Вчені сподіваються знайти більше відповідей на свої запитання і спробують повністю розгадати таємницю низькоширотного синього полярного сяйва під час наступних спостережень. Тим паче, що Сонце вступило у фазу солоного максимуму, а це значить, що його активність значно зросла і варто очікувати більше сильних геомагнітних бур.

Як уже писав Фокус, телескоп Хаббл зробив найдетальніший знімок найяскравішого об'єкта у Всесвіті. Астрономи виявили загадкові об'єкти в околицях гігантського квазара на відстані 2,5 млрд світлових років від нас.

Також Фокус писав про те, що вчені відправили в космос унікальну пару космічних апаратів, які здатні створити штучне сонячне затемнення. Це допоможе вченим краще зрозуміти природу дуже гарячої зовнішньої атмосфери Сонця.