Северное сияние - огненный танец на небесах

Северное сияние — одно из самых завораживающих явлений на Земле. Яркие полосы и занавеси света неожиданно вспыхивают в ночном небе, меняют форму и исчезают, будто мираж. В этой статье мы простым языком разберёмся, что такое полярное сияние, откуда берутся его цвета и формы, где его лучше всего наблюдать и почему с ним связано столько легенд и мифов у разных народов мира.

Что такое северное сияние

Ранее на LifeGlobe мы уже рассказывали о таких удивительных явлениях, как радуга и необычные облака. Северное (или полярное) сияние — ещё один впечатляющий феномен природы. Это свечение верхних слоёв атмосферы планет, имеющих магнитное поле, возникающее при взаимодействии атмосферы с заряженными частицами солнечного ветра.

Чаще всего северное сияние наблюдают в высоких широтах северного полушария, а его «близнеца» на юге называют южным полярным сиянием. Вместе их часто объединяют общим термином «аврора» — от латинского Aurora, имя богини утренней зари.

Для наблюдателя с Земли это невероятно красивое зрелище: небо может вспыхивать мягкими зелёными, красными, фиолетовыми и синими оттенками. Иногда сияние длится всего несколько минут, а иногда — часами и даже сутками, то затухая, то вновь усиливаясь.

Как возникает полярное сияние

Ещё в XVIII веке Михаил Ломоносов выдвинул идею о связи северного сияния с электрическими процессами в атмосфере. Позднейшие исследования подтвердили: у этого явления действительно электрическая и магнитная природа.

Солнце постоянно испускает потоки заряженных частиц — так называемый солнечный ветер. Когда на Солнце происходят вспышки и корональные выбросы, поток становится особенно мощным. Часть этих частиц достигает Земли и попадает в область её магнитного поля.

Заряженные частицы движутся вдоль силовых линий геомагнитного поля и «спускаются» к полярным областям. В верхней части атмосферы — ионосфере, на высотах примерно от 80 до 400 километров — они сталкиваются с молекулами и атомами газов, в основном кислорода и азота. При этих столкновениях частицы атмосферы возбуждаются и начинают излучать свет — так возникает полярное сияние.

Почему северное сияние такое разное по цвету

Цвет сияния зависит от того, какие именно газы светятся и на какой высоте это происходит:

• зелёное свечение чаще всего связано с атомарным кислородом на высотах около 100–150 км;
• красные оттенки возникают при свечении кислорода на высотах около 200–400 км;
• фиолетовые и розовые тона появляются при участии молекулярного азота и его ионов.

Именно сочетание разных высот и газов создаёт сложные многоцветные завесы, полосы и лучи, которые мы видим на небе.

Авроральные овалы и широты северного сияния

Зона, где полярные сияния появляются чаще всего, имеет форму широких колец вокруг северного и южного магнитных полюсов — их называют авроральными овалами. В спокойные периоды диаметр такого овала составляет около 3000 километров. В северном полушарии полярные сияния обычно наблюдаются в широтах около 67–70 градусов.

Во время сильной солнечной активности авроральный овал расширяется, и сияние можно увидеть значительно южнее привычных областей — примерно на 20–25 градусов ближе к экватору, чем обычно. Так, в периоды максимума 11-летнего цикла активности Солнца полярное сияние иногда наблюдают там, где в обычные годы его почти не бывает.

Где и когда лучше всего наблюдать северное сияние

Чаще всего северное сияние наблюдают в северной Скандинавии, на Аляске, в Исландии, в северной Канаде и на архипелаге Шпицберген. Южное полярное сияние хорошо видно на антарктическом континенте и в прилегающих регионах.

Вероятность увидеть сияние выше всего в тёмное время года, вдали от городских огней. Интересно, что пик активности часто приходится на периоды, близкие к весеннему и осеннему равноденствиям.

Полярные сияния на других планетах

Северное сияние — не только земное явление. У планет-гигантов Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — мощные магнитные поля и плотные атмосферы, поэтому их полярные сияния зачастую масштабнее земных.

С поверхности нашей планеты в видимом диапазоне их почти не различить: отражённый солнечный свет слишком яркий. Но в ультрафиолетовом диапазоне, с помощью космических телескопов, например «Хаббла», удалось получить подробные изображения авроральных сияний на Юпитере и других планетах.

Особенность Юпитера — влияние его спутников. В местах, где силовые линии магнитного поля «подвешены» к Ио, Европе или Ганимеду, наблюдаются яркие пятна сияния. Движение спутников и выбросы ионизированного материала, особенно с вулканической Ио, усиливают эти области.

Когда наука встречается с поэзией

Даже самые точные научные описания кажутся сухими, когда в реальности над головой вспыхивает живой световой занавес, бегут разноцветные лучи и меняется весь облик ночного неба. Неудивительно, что у народов Севера появилось множество легенд и мифов, объясняющих происхождение полярных сияний задолго до появления современной науки.

Мифы и легенды о северном сиянии

В древние времена люди не знали о солнечном ветре и магнитных полях, поэтому воспринимали северное сияние как знак богов, предзнаменование или проявление мира духов. У многих народов Севера есть свои, очень образные объяснения этого явления.

Скандинавские истории: мост богов и блеск доспехов

В норвежской мифологии встречается образ Бифрёста — горящего, дрожащего моста, соединяющего мир людей и мир богов. Исследователи предполагают, что одним из вдохновений могло быть именно полярное сияние, пересекающее небо цветной дугой.

В легендах о валькириях — девах-воительницах, которые уносят души павших воинов в Вальхаллу, сияние описывают как отблеск их доспехов, щитов и копий. Считалось, что когда валькирии летят над землёй, их сверкающие доспехи зажигают в небе северное сияние.

Финские и эскимосские представления

В финском фольклоре иногда упоминается огненная река, которая отделяет мир живых от мира мёртвых, — некоторые исследователи связывают этот образ с полярным сиянием.

Эскимосы залива Гудзон рассказывали, что северное сияние можно «привлечь» свистом, а громкий хлопок в ладоши якобы заставляет его погаснуть. В других мифах говорилось, что сияние возникает, когда духи играют в небесный мяч странным «мячом» — черепом моржа.

Часть эскимосских племён считала сияние добрым знаком, обещающим хорошую погоду, другие — напротив, относились к нему настороженно и брали оружие, если приходилось выходить на улицу во время ярких всполохов. Ходило и поверье: тот, кто слишком долго смотрит на северное сияние, может лишиться рассудка.

Представления индейцев и легенды о драконах

Некоторые североамериканские индейские племена считали, что северное сияние — это свет фонарей духов, которые ищут души умерших охотников. Племя Лиса в Висконсине видело в нём призрачных врагов, а другие народы связывали сияние с магией северных шаманов.

Австралийские аборигены описывали полярное сияние как танец богов по небу. В Китае и Европе извивающиеся, похожие на змей формы сияния могли стать основой легенд о драконах. В старинных хрониках встречаются описания «огненных змей» и «светящихся копий», летящих по небу.

Заблуждения и научные открытия

Даже в недавнем прошлом многие люди были уверены, что полярное сияние — нечто вроде отражения солнечного света от полярных льдов или результат столкновения айсбергов. Лишь в XX веке благодаря спутникам, ракетным экспериментам и космическим телескопам стало ясно, насколько сложны процессы в магнитосфере Земли и как именно солнечный ветер взаимодействует с нашей планетой.

Северное сияние и солнечные циклы

Самые впечатляющие полярные сияния чаще всего связаны с периодами повышенной активности Солнца. У Солнца есть циклы продолжительностью примерно 11 и 22 года, и вблизи максимумов этих циклов вспышки и магнитные бури происходят чаще.

Теперь известно, что северное и южное сияния часто возникают как почти зеркальные структуры — своеобразные кольца диаметром около 4000 километров вокруг каждого магнитного полюса. В средние века, когда положение магнитного полюса было иным, полярные сияния часто наблюдали в Скандинавии, северной России и северном Китае, а впоследствии их «пояс» сместился.

Сегодня чаще всего северное сияние можно увидеть в Северной Канаде, на Аляске, в северной Норвегии, Швеции и Финляндии, а также на Шпицбергене. Иногда яркое сияние удаётся заметить даже в гораздо более южных широтах.

Влияние северного сияния и нерешённые вопросы

Современные исследования показали, что полярные сияния связаны с множеством процессов в околоземном пространстве: изменением магнитного поля Земли, токами в ионосфере, колебаниями атмосферных слоёв. Учёные активно изучают, как солнечные и магнитные бури могут отражаться на здоровье людей, работе связи, навигации и климате.

Известно, что солнечные ритмы с разными периодами влияют на межпланетную среду и условия на Земле. Однако даже сегодня учёные не всегда могут заранее предсказать точное время и форму будущего сияния: слишком много параметров участвует в этом «космическом спектакле».

Интересный факт

Астрофотографы нередко говорят, что северное сияние меняет взгляд человека на ночное небо. Многие туристы, один раз увидев полярное сияние вживую, затем строят отпуск и путешествия специально под сезоны авроры. В результате северные регионы Скандинавии, Исландия и Аляска получили новый вид туризма — «охоту за северным сиянием», которая приносит местным жителям значимую часть доходов.