Пощастило тому, хто хоч раз бачив яскраве, зачаровує полярне сяйво. Здається, що немов природа малює на небі невидимою пензлем світяться смуги. Це дивовижна гра світла, на все небо – від краю до краю! Це найдивніше світлове шоу, яке тільки можна побачити на Землі. У нього немає аналогів. І найголовніше, воно притягує своєю ексклюзивністю, тим, що тільки в холодних, суворих областях у вас є можливість милуватися полярним сяйвом досить часто. І, звичайно, шарму полярного сяйва додають льоди і снігу полярних областей, які отримали ексклюзивне право на трансляцію цього явища.
Але не завжди це сяйво таке вже й полярне. Адже зовсім недавно ми могли спостерігати полярне сяйво навіть в Москві та інших містах середніх широт. Більш того, безпосередньо на полюсах воно буває не дуже часто. Так як же воно утворюється і які у нього особливості?
Наша планета – дивовижний везунчик, адже для полярного сяйва потрібно два фактори: наявність атмосфери і магнітного поля. Вони є тільки у Меркурія, Землі, Юпітера, Сатурна.
Полярне сяйво – це дивовижне поєднання сонячної активності, магнітосфери Землі і впливу всього цього на атмосферу.
Просто дивно, наскільки красиво, елегантно і гармонійно влаштована природа, як найпростіші закони фізики приводять до виникнення воістину вражаючих явищ … Але про все по порядку.
Полярні сяйва можливі завдяки тому, що Сонце випускає в простір величезну кількість не тільки випромінювання, але і речовини. Від нього безперервно, з неймовірною швидкістю, відлітає незліченну кількість протонів і електронів. Це явище називається сонячний вітер. По суті це плазма, але тільки світиться вона слабо, так як досить розріджена.
Іноді Сонце перебільшує і випльовує величезні купи речовини. Це вже не просто невелика спалах. Через два-три дні польоту все це речовина досягає Землі. При цьому швидкості у частинок різні, вони мають різний енергією, і ось тут починається найцікавіше. Вони захоплюються магнітним полем Землі, яке за структурою схоже на качан капусти або цибулю і являє собою безліч магнітних оболонок.
Кожен одинадцятикласник повинен знати, що на заряджені частинки в магнітному полі діє сила Лоренца, під впливом якої вони починають загортати і рухатися по спіралі. Виходить, вони як би намотуються на лінії магнітного поля і починають рухатися до полюсів. Це чимось нагадує макарони. Причому крок гвинтової лінії залежить від сили поля: чим ближче до полюсів, тим воно сильніше і крок менше. У якийсь момент частка може зупинитися і полетіти назад, закручуючись навколо лінії магнітного поля. Таким чином вона виявляється в пастці і починає коливатися біля Землі в космосі.
Виявляється, що Земля просто оперезана такими областями, де частинки потрапили в пастку, немов Індіана Джонс в кімнаті зі зрушуються стінами. Це радіаційні пояси. Таких поясів, як мінімум, два. У ближньому до нас – найшвидші частки, але вони не доходять до атмосфери і коливаються поки ще в космосі. Подалі – пояс з частинками повільніше. Його краю знаходяться вже ближче, але все одно не стосуються атмосфери.
Є і третій пояс. Насправді його не існує, тому що його краю – в атмосфері, і коли частка потрапляє в цей пояс, вона, дійшовши до краю, потрапляє в атмосферу. Зона входження цього пояса квазізахвата, як його називають, лежить на широті близько 60-70 градусів. Там і спостерігають максимум сяйв. Існують сайти в Інтернеті, де можна онлайн відстежити інтенсивність сяйв. А ось безпосередньо на полюсах сяйв мало, так як дуже мало частинок з такими маленькими енергіями.
Коли частинки потрапляють в атмосферу, вони летять з великою швидкістю. Збиваючи на своєму шляху атоми, вони переводять їх в збуджений стан, в якому у них є надлишок енергії. Довго атоми в такому стані не знаходяться і через долі секунди скидають цю енергію у вигляді фотонів. Так що, бачачи полярне сяйво, пам’ятайте, що ви бачите світло, створений частками сонця.
На різних висотах склад атмосфери різний, різні гази мають різні енергії збудження, тому і колір виходить різний. В основному це зелений (завдяки кисню, азоту), але буває і червоний, і синій і так далі.
Loading...
