От чего зависит цвет северного сияния

Северное, или полярное сияние — это самое грандиозное световое шоу на Земле. Зеленые, розовые, алые, синие, фиолетовые и даже желтые всполохи, танцующие в ночном небе, заставляют затаить дыхание. Но почему каждый «танец» неповторим и окрашен в свои цвета?

Как рождается северное сияние

Чтобы понять природу цвета, давайте вспомним, как вообще возникает полярное сияние. Все начинается на Солнце. Наша звезда постоянно выбрасывает в пространство поток заряженных частиц. Добравшись до Земли, эти частицы захватываются ее магнитным полем, как гигантским невидимым щитом, и направляются к Северному и Южному полюсам.

И вот здесь начинается магия. На подлете к Земле частицы солнечного ветра сталкиваются с молекулами и атомами газов в нашей атмосфере. Энергия от столкновения «возбуждает» их. Но долго находиться в таком состоянии они не могут. Поэтому стремятся вернуться в покой, высвобождая полученную энергию в виде крошечных вспышек света — фотонов. Миллиарды таких вспышек, сливаясь вместе, и образуют те самые переливающиеся завесы, которые мы называем северным сиянием.

Процесс очень напоминает работу неоновой лампы: ее цвет зависит от газа, который находится внутри. Условно, наше небо — это гигантская природная лампа, где роль газовой смеси играет воздух, состоящий в основном из азота и кислорода. А цвет свечения зависит от того, с каким именно «ингредиентом» атмосферы столкнулись солнечные частицы и на какой высоте это случилось.

Как появляются разные цвета северного сияния

Теперь расскажем о каждом цвете подробнее.

Зеленый

Если вы когда-либо видели северное сияние, скорее всего, оно было зеленым. Это самый распространенный цвет. Он возникает, когда заряженные частицы встречаются с атомами кислорода на высоте от 100 до 300 км над Землей. Для атома кислорода на этой высоте характерно испускать свет именно в зеленой части спектра.

К тому же человеческие глаза наиболее чувствительны к зеленому свету. Поэтому мы замечаем и различаем оттенки зеленого в сиянии лучше, чем любые другие цвета.

Алый

Красные и алые сияния — явление куда более редкое. Они появляются, когда солнечные частицы взаимодействуют с тем же кислородом, но на еще больших высотах — от 300 до 400 км. На такой высоте воздух чрезвычайно разрежен, атомам кислорода не хватает «соседей» для частых столкновений, и они высвобождают энергию медленнее, испуская свет в красной части спектра.

Эти алые дуги и ленты часто видны как бы поверх основного, зеленого сияния, венчая его. Чаще всего они появляются в периоды пиковой солнечной активности.

Синий и фиолетовый

За глубокие синие и фиолетовые оттенки «отвечает» другой главный компонент воздуха — азот. Эти цвета возникают, когда частицы Солнца сталкиваются с молекулами азота на относительно небольших высотах, ниже 100 км.

Поскольку для возбуждения молекулы азота требуется больше энергии, такие цвета обычно видны в периоды высокой геомагнитной активности, когда солнечный ветер особенно силен. Часто синие и фиолетовые всполохи можно разглядеть в нижней части светящейся завесы, у самого горизонта.

Желтый и розовый

Самые нежные и редкие оттенки — розовые и желтые — это не результат столкновения с каким-то особым газом. Это эффект оптического смешения. Эти цвета возникают, когда разные слои сияния накладываются друг на друга.

Например, если интенсивное красное свечение на большой высоте смешается с зеленым на средней, наш глаз может воспринять это как ярко-розовый или пурпурный цвет. А легкая желтизна часто появляется на границе между зеленой и красной областями. Эти пастельные тона — верный признак невероятно активного и сложного по структуре сияния.

Почему цвет северного сияния может меняться

Почему в одни ночи сияние бледно-зеленое и скромное, а в другие — взрывается фейерверком всех цветов радуги? Все решает солнечная активность.

Мощные солнечные вспышки и гигантские выбросы корональной массы посылают к Земле гораздо больше энергии и частиц. Чем сильнее эта «космическая буря», тем ярче, красочнее и интенсивнее будет световое шоу.

По материалам space.com.