Башкирский Государственный Аграрный Университет

Научная статья

на тему «Северное сияние»

Баширова Л. Н., Гайсина Г.А.

Уфа, Россия

Описание процесса

Полярное сияние, называемое в народе северным это процесс свечения верхних слоев атмосферы, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Северное сияние наблюдают жители Земли. Но вызвано оно процессами происходящими на солнце.

Солнце -- это раскаленный газовый шар, состоящий из атомов водорода и гелия. В ядре этих атомов находятся частицы-протоны, которые переносят единичный положительный заряд. Вокруг протонов вращаются другие частицы. Они именуются электронами. Электроны -- переносят отрицательный заряд.

Облако сверх жгучего газа, окутывающее земное Светило, непрерывно выбрасывает в пространство во всех направлениях частицы и осколочки атомов. Эти элементы летят в космосе со скоростью приблизительно равной 960 километров в секунду.

Такие потоки именуются солнечным ветром. Изредка корона буквально взрывается вихрем частиц, добавляя новые раскаленные доли к солнечному ветру.

Когда солнечный ветер достигает планеты, его частицы попадают в ее магнитное поле. Силовые линии этого магнитного поля проходят в космическом пространстве, а сходятся у Северного и Южного полюсов Земли.

Выходит, что Земля приобретает качество гигантского магнита. Магнетизм Земли обусловлен, как предполагают, электрическими токами, индуцированными вращением железного ядра Земли.

Думаю, многие проделывали подобный опыт: взяли магнит, положите на него лист картона и насыпьте сверху железные опилки или мелкие гвоздики.

Опилки или гвозди расположатся по кривым линиям, совпадающим с силовыми линиями магнитного поля.

Пример

По аналогии магнитное притяжение Земли как бы засасывает пролетающие мимо нее заряженные частицы. Эти притянутые частицы движутся в виде длинных «лучей» по оси силовых линий магнитного поля, которые уходят под землю в области магнитных полюсов. Эти полюса находятся рядом с Южным и Северным полюсом Земли, правда не совпадают с ними. Летящие вблизи силовых не заметных линий частицы «беспардонно затаскиваются» в атмосферу возле полюсов.

В наши дни северное сияние является изученным и внятным явлением. Впрочем, мало кому ведомо, что первое логическое обоснование этому феномену дал известный русский ученый М.В. Ломоносов.

Классификация

Полярное сияние как природное явление систематизируются на диффузное и точечное (дискретное)

1. Диффузное выглядит как безликое свечение в небе, которое может быть не видно невооруженным глазом, даже в темную ночь.

2. Точечные -- различаются по яркости, от едва видимых невооруженным глазом, до довольно блестящих, настолько, дабы читать газету в ночное время. Точечное северное сияние дозволено увидеть только на ночном небе, потому что оно недостаточно яркое, дабы стать различимым и _suveyo днем.

Роль кислорода

Кислород является необычным элементом с точки зрения его возвращения в основное состояние: этот переход может занимать 0,75 секунды и излучать зеленоватый оттенок до 2 минут, после чего он _suveyo становится красноватым. Сталкиваясь с другими атомами или молекулами он теряет энергию возбуждения, что предотвращает излучение света. В верхних частях атмосферы процент кислорода низкий и такие столкновения достаточно редки, что дает время кислороду излучать красный квант света. Столкновения становятся более частыми по мере продвижения в близь атмосферы, так что ближе к поверхности красное излучение не _su успевает veyo образоваться, а у поверхности даже зеленое свечение прекращается.

Звуки, генерируемые сияниями

Временами сияния могут генерировать разные шумы, такие как треск ,хлопок и статические звуки, как правило, слабые и недолговечные .

В течение долгого периода ученые SU Veyo сомневались в этом явлении, так как звук было проблематично задокументировать, к тому же аврора располагается слишком высоко в небе, дабы быть услышанной на земле. Тем не менее, изыскатели из Института Аалто в Финляндии, опубликовал изыскание в 2012 году, в котором было указано то, что им удалось записать разные шумы коррелирующие с визуальным присутствием северного сияния. Ученые утверждают, что эти звуки образовались на высоте около 70-80 метров над землей.

Звуки сформировались в связи с взаимодействием солнечных частиц и газов атмосферы. Процесс соударения солнечного ветра с поверхностью Земли порождает инфразвук с частотой 6-13 герц. Услышать, как звучит полярное сияние, без особой аппаратуры нереально. Для сопоставления: частота человеческого голоса - 300-3400 Гц, а воспринимает наше ухо звуки с частотой от 16 Гц.

Полярное сеяние за пределами Земли

Такое прекрасное и чудесное явление как полярное сияние существует не только на Земле, но и на других планетах нашей солнечной системы. Северное сияние, в основном (от полюса), бывает северным и южным, но встречаются другие разновидности, к примеру, на Марсе бывают экваториальные сияния. Сияние возникает на планетах у которых есть магнитосфера и появляется при соударении атмосферы этой планеты с частицами солнечного ветра. Полярные сияния других планет немножко отличаются от Земных, от того что их атмосферы и полюсы разны. Излучаемый свет может быть всяких цветов и оттенков, а также форм и размеров. Особенно изученными на данный момент являются полярные сияния Земли, Сатурна _su и veyo Юпитера, но также их отслеживали на Уране, Нептуне и других планетах. Из планет земной группы полярные сияния дозволено также отслеживать на Венере и на Марсе.

Венера. Пусть Венера и не имеет довольно мощного магнитного поля, они возникают в виде ярких и диффузных пятнышек разной формы и насыщенности, изредка затрагивающие каждый планетарный диск.

Сияния на Венере образуются путём столкновений электронов солнечного ветра и атмосферы планеты. Исключительно хорошо данные пятна видны на ночной стороне атмосферы.

Марс. Полярные сияния также были найдены на Марсе, 14 августа 2004 года, инструментом SPICAM на борту Марс-экспресс. Оно прибывало в районе Terra Cimmeria (52o ю.ш. 177o в.д.).

Общий объем излучающей области составлял примерно 30000м в поперечнике, и примерно 8000 м в высоту. Изучая карту разломов коры, скомпилированную из данных космического аппарата Mars Global Surveyor, учёные обнаружили, что области выбросов соответствуют району, где локализовано магнитное поле. Это указывает на то, что найденное световое излучение было потоком электронов, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля в верхние слои атмосферы Марса.

Сатурн. Магнитные поля планет-гигантов Солнечной системы гораздо мощнее магнитного поля Земли, что обусловливает больший масштаб полярных сияний этих планет по сопоставлению с полярными сияниями Земли. Так, высочайшим в Солнечной системе 1250 км северным сиянием будет являться Сатурна.

магнитный северный полярный сияние атмосфера

Спецификой слежений с Земли планет-гигантов является то, что они обращены наблюдателю освещённой Солнцем стороной и в видимом диапазоне их полярные сияния теряются в отражённом ясном свете. Впрочем, высокому оглавлению водорода в их атмосферах, излучению ионизированного водорода в ультрафиолетовом диапазоне и малому альбедо планет-гигантов в ультрафиолете, с поддержкой внеатмосферных телескопов космический телескоп «Хаббл « получил достаточно чёткое изображения полярных сияний этих планет.

Юпитер. Особенностью данной планеты является воздействие его спутников на полярные сияния: в областях «проекций» пучков силовых линий магнитного поля на авроральный овал Юпитера отслеживаются блестящие области северного сияния, возбуждённые токами, вызванными передвижением спутников в его магнитосфере и выбросом ионизированного материала спутниками -- последнее исключительно сказывается в случае Ио с её вулканизмом. На изображении полярного сияния Юпитера, сделанного космическим телескопом «Хаббл» невидимы такие проекции: Ио (пятнышко с «хвостом» по левого лимба), Ганимеда (в центре) и Европы (чуть ниже и справа от следа Ганимеда).

На Уране и Нептуне также были замечены полярные сияния.

Мифология

1. Эскимосы Аляски, веками отслеживающие полярное сияние, верят, что так блестят облака, на которые падает свет из окон небесного дворца. Данный замок простые смертные увидеть не могут . В нем существуют души усопших охотников. Над крышей его горит полярная звезда. Но когда ушедшим хочется увидеть родные края, они открывают окна, и на земле видят волшебное сияние в небе.

2. Необычайно блестящие полярные сияния нередко понимались как добросердечный знак свыше. По легенде, перед битвой с крестоносцами на Чудском озере войско Александра Невского отслеживало северное сияние, дюже яркое для этой местности. Воины восприняли это как знак, что на подмогу им торопится небесное воинство.

Заключение

Без сомнения, одним из самых ошеломительных явлений природы является северное сияние, также знаменитое под латинским наименованием (Aurora Borealis). Данный феномен не перестает поражать и удивлять с тех пор, как его в 1-й раз увидели люди. Частицы с газами в ионосфере начинают светиться, производя представление, которое нам вестимо под наименованиями «северное сияние» и «южное».

Форма северного сияния определяется высотой, на которой происходит свечение. Особенно распространенная форма -- это полосы либо пятнышка. Цвет этого явления зависит от того, какие слои атмосферы взаимодействуют с ясным ветром -- азот окрашивается в фиолетовый, а кислород -- в алый и зеленый цвета. Данное явление отслеживается на многих планетах нашей солнечной системы.

Список литературы

1. http://www.kakprosto.ru/kak-882337-kak-poluchaetsyasevernoe-siyanie#ixzz4SnYReee6

2. http://www.arrivo.ru/statii/interesniye-fakty/10-interesnyh-faktov-o-

3. severnom-siyanii.html

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Полярное_сияние http://spacegid.com/chto-

5. myi-znaem-o-polyarnom-siyanii.html http://encyclopaedia.bid/википедия/Полярные_сияния