5.46. Северное сияние (аврора)

Если вы окажетесь темной ночью под открытым небом где-то в северных широтах, то сможете наблюдать северное (полярное) сияние — призрачный занавес из света, опускающийся с небес. Этот занавес может растянуться на несколько сот километров в высоту и несколько тысяч километров в длину, образуя дугу вокруг Земли. А толщина этого занавеса — всего 100 м. Как образуется такое захватывающее зрелище и почему занавес такой тонкий?

ОТВЕТ • Иногда северное сияние можно связать со вспышками на Солнце, если частицы, выброшенные при вспышках (солнечный ветер), влияют на электрические и магнитные поля в атмосфере Земли.

Северное сияние возникает, когда электроны ускоряются на высотах от 3000 до 12 000 км, а потом дрейфуют вдоль силовых линий магнитного поля Земли в сторону высоких широт — по направлению к северному и южному магнитным полюсам. Поскольку при приближении к полюсам магнитные силовые линии сгущаются и опускаются, электроны там движутся на меньшей высоте, где концентрация газа выше, и сталкиваются с атомами и молекулами, возбуждая их. Позже атомы и молекулы возвращаются в основное состояние, испуская свет. Северное сияние — как раз и есть этот свет, например кислород испускает свет в зеленой части спектра, азот — в красной. Однако свечение может быть таким слабым, что воспринимается только как белое. Иногда может казаться, что свечение движется по небу, как будто его сдувает ветер, но это движение — иллюзия.

Поскольку электроны движутся вдоль сходящихся в одну точку силовых линий поля, поблизости от полюса они оказываются зажатыми в очень узком пространстве. И только атомы и молекулы, находящиеся в этом пространстве, вносят вклад в создание северного сияния. К сожалению, из этого простого объяснения следует, что толщина занавеса северного сияния должна быть гораздо больше, чем есть на самом деле. В настоящее время ученые работают над более сложным объяснением этого явления.