Незабутнє видовище - полярні сяйва!

Чи спостерігали ви полярні сяйва? Незабутнє видовище! До речі, для цього необов'язково перетворюватися на полярника. Полярні сяйва нерідко видно навіть у Парижі. Траплялися випадки, коли їх спостерігали в Єгипті. Але, звісно, у навколополярних районах полярні сяйва виникають частіше. І, крім того, вони там яскравіші, різноманітніші. Одні полярні сяйва є різнобарвними променями, які радіально розходяться від якогось центру. Інші нагадують величні драпрі, що світяться – деталі фантастичної небесної декорації. Нерідко на небі утворюються дуги, стрічки, смуги. Часто все це знаходиться у швидкому русі зі зміною фарб.

Полярні сяйва, які здавалися в давнину загадковими явищами природи, нині докладно вивчені та встановлено їх тісний зв'язок з Сонцем. Полярні сяйва - це світіння розрідженого повітря на висотах від 100 до 1000 км. Червоний і зелений кольори утворюються атомами кисню, які особливо сильно пропускають саме ці промені. За своєю фізичною природою полярні сяйва цілком схожі зі свіченням розріджених газів у розрядних трубках реклам. І там, у верхніх шарах атмосфери, і тут, у цих істотах людської техніки, атоми газу бомбардуються корпускулами. Енергія корпускул передається атомам газу, внаслідок чого електрони перескакують з одного енергетичного рівня на інший, і газ починає світитися холодним світлом.

Те, що полярні сяйва викликані Сонцем, доводять і прямі спостереження. Під час полярних сяйв (а вони іноді тривають годинами) у спектрі цих сяйв помітна лінія водню. Вона помітно зміщена до фіолетового кінця спектру - значить, протони, що її породжують, влітають в атмосферу зі швидкістю не менше ніж 1000 км/сек. Це корпускули, викинуті Сонцем, і повітря світиться під впливом "бомбардування" його сонячними протонами. Коли в 1958 році підірвали ядерну бомбу на висоті 60 км, протони і електрони, що виникли під час вибуху, були захоплені магнітним полем Землі. Швидко рухаючись уздовж силових ліній, вони стикалися з атомами повітря та змушували їх світитися. Так уперше випадково людина створила штучні полярні сяйва. Подібні явища спостерігалися і за інших висотних ядерних вибухів. На щастя, такі експерименти більше не повторюються, але вони, щоправда, в мініатюрі, зробили те, що постійно створюється Сонцем. Частота та інтенсивність полярних сяйв тим вища, чим активніше Сонце. Магнітні бурі та полярні сяйва нерозлучні. Вони виникають та зникають майже одночасно.

Оскільки іонізація зарядженими частинками відбувається найефективніше наприкінці шляху частинки і густина атмосфери падає зі збільшенням висоти, то висота появи полярних сяйв сильно залежить від параметрів атмосфери планети, так, на Землі з її досить складним складом атмосфери червоне світіння кисню спостерігається на висотах 200 - 400 км, а спільне світіння азоту та кисню - на висоті близько 110 км. Крім того, ці фактори зумовлюють і форму полярних сяйв - розмита верхня і різка нижня межі.

Полярні сяйва навесні та восени виникають помітно частіше, ніж узимку та влітку. Пік частотності припадає на періоди, найближчі до весняного та осіннього рівнодення. Під час полярного сяйва за короткий час виділяється дуже багато енергії. Так, за одне із зареєстрованих у 2007 році збурень виділилося 5*10¹⁴ джоулів, приблизно стільки ж, скільки під час землетрусу магнітудою 5,5.