Sarki fény

Aurora Borealis , Northern Lights ( Aurora Borealis ), Southern Lights ( Aurora Australis ), Aurora ( Aurora ), elavult. "pasori" [1] [2] - a bolygó légkörének felső rétegeinek  izzása ( lumineszcenciája ), amely a bolygó magnetoszférájának és a napszél töltött részecskéinek kölcsönhatásából ered [3] .

A jelenség természete

A felső atmoszféra egy nagyon korlátozott területén az aurórákat a napszél alacsony energiájú töltött részecskéi okozhatják, amelyek az északi és déli sarki csücskön keresztül belépnek a poláris ionoszférába [4] . Az északi féltekén a Svalbard felett dél körül figyelhető meg a csücskös aurora .

Amikor a plazmaréteg energikus részecskéi ütköznek a felső atmoszférával , az azt alkotó gázok atomjai és molekulái gerjesztődnek. A gerjesztett atomok sugárzása a látható tartományban van, és auroraként figyelhető meg. Az aurorák spektruma a bolygók atmoszférájának összetételétől függ: ha például a Föld esetében a látható tartományban a gerjesztett oxigén- és nitrogénatomok emissziós vonalai a legfényesebbek, akkor a Jupiter  esetében a hidrogén emissziós vonalai a látható tartományban . ultraibolya .

Mivel a töltött részecskék által történő ionizáció a leghatékonyabban a részecskeút végén megy végbe, és a légkör sűrűsége a barometrikus képletnek megfelelően a magasság növekedésével csökken, az aurorák megjelenésének magassága erősen függ a bolygó légkörének paramétereitől, így a meglehetősen összetett légköri összetételű Föld esetében az oxigén vörös izzása 200-400 km magasságban, a nitrogén és oxigén együttes izzása ~110 km magasságban figyelhető meg. Ezenkívül ezek a tényezők meghatározzák az aurorák alakját is - diffúz felső és meglehetősen éles alsó határok.

Az aurórákat főként mindkét félteke magas szélességi fokain figyelik meg a Föld mágneses pólusait körülvevő ovális zónákban  - ovális oválisokban. Az aurális oválisok átmérője csendes Nap idején ~3000 km , a nappali oldalon a zónahatár 10-16°-ra van a mágneses pólustól, az éjszakai oldalon 20-23°. Mivel a Föld mágneses pólusai ~12°-ra vannak egymástól a földrajzi pólusoktól, az aurórákat a 67-70°-os szélességi körökön figyeljük meg, azonban a naptevékenység során az aurális ovális kitágul, és az alsó szélességeken, déli 20-25°-on figyelhetők meg a sarkvidékek. vagy a határaiktól északra.normál megnyilvánulása. Például a Stewart -szigeten , amely csak a 47°-os párhuzamoson fekszik, rendszeresen előfordulnak aurorák. A maorik még "égő égboltnak" is nevezték.

A Föld auróráinak spektrumában a légkör fő összetevőinek, a nitrogénnek és az oxigénnek a sugárzása a legintenzívebb; ebben az esetben emissziós vonalaik atomi és molekuláris (semleges molekulák és molekulaionok) állapotban egyaránt megfigyelhetők. A legintenzívebbek az atomi oxigén és az ionizált nitrogénmolekulák emissziós vonalai.

Az oxigén izzása a metastabil állapotú, 557,7 nm hullámhosszúságú (zöld vonal, élettartam 0,74 s) és a 630 és 636,4 nm-es dublett (vörös tartomány, élettartam 110 s) hullámhosszúságú gerjesztett atomok kibocsátásának köszönhető. Ennek eredményeként a vörös dublett 150-400 km magasságban kerül kibocsátásra, ahol a légkör nagy ritkasága miatt az ütközések során alacsony a gerjesztett állapotok kihalása. Az ionizált nitrogénmolekulák 391,4 nm (közeli ultraibolya), 427,8 nm (ibolya) és 522,8 nm (zöld) hullámhosszon bocsátanak ki. Azonban minden jelenségnek megvan a maga egyedi tartománya a légkör kémiai összetételének változékonysága és az időjárási tényezők miatt.

Az aurorák spektruma a magassággal változik. Az aurora spektrumában uralkodó emissziós vonalaktól függően az aurorákat két típusra osztják: a nagy magasságú A típusú aurórákra, amelyekben az atomvonalak túlsúlyban vannak, és a B típusú, viszonylag alacsony magasságban (80-90 km) található aurórákra, amelyekben molekuláris vonalak vannak túlsúlyban. a spektrumban az ütközési extinkció miatt atomi gerjesztett állapotok viszonylag sűrű légkörben ezeken a magasságokon.

Tavasszal és ősszel az aurorák sokkal gyakrabban fordulnak elő, mint télen és nyáron. A csúcsfrekvencia a tavaszi és őszi napéjegyenlőséghez legközelebb eső időszakokra esik. Az aurora során rövid időn belül hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. Tehát a 2007-ben regisztrált zavarások egyikére 5⋅10 14 joule szabadult fel, nagyjából annyi, mint egy 5,5-ös erősségű földrengésnél.

A Föld felszínéről nézve az aurora az égbolt általános gyorsan változó fényeként vagy mozgó sugarakként, csíkokként, koronákként, „függönyként” jelenik meg. Az aurorák időtartama több tíz perctől több napig terjed.

Úgy gondolták, hogy az északi és a déli féltekén az aurorák szimmetrikusak. Az északi és déli pólusról az űrből 2001 májusában egyidejűleg megfigyelt aurora azonban azt mutatta, hogy az északi és a déli fény jelentősen eltér egymástól [5] .

2016-ban egy új típusú aurórát fedeztek fel, a lilát. Steve -nek (STEVE - rövidítés: Strong Thermal Emission Velocity Enhancement ) [6] nevezték el .

Aurorák más bolygókon

Bár a Vénusz nem rendelkezik kellően erős mágneses mezővel, az aurórákhoz hasonló jelenségek figyelhetők meg rajta, amelyek különböző formájú és intenzitású fényes és diffúz foltokként jelennek meg, esetenként az egész bolygókorongot érintve. A Vénusz aurórái a napszélből és a bolygó légköréből származó elektronok ütközéseiből jönnek létre, és különösen jól láthatóak a légkör éjszakai oldalán.

Az aurórákat 2004. augusztus 14-én a Marson is észlelték a Mars Express fedélzetén lévő SPICAM műszerrel . A kimmérföld vidékén volt(52° D 177° K). A sugárzó terület teljes mérete körülbelül 30 km átmérőjű és körülbelül 8 km magas volt [7] . A Mars Global Surveyor űrszonda adataiból összeállított kéreghibák térképét elemezve a tudósok észrevették, hogy a kilökődési területek megegyeznek azzal a területtel, ahol a mágneses mező található. Ez azt jelzi, hogy az észlelt fénykibocsátás egy elektronfolyam volt, amely mágneses erővonalak mentén haladt a Mars felső légkörébe .

A Naprendszer óriásbolygóinak mágneses tere sokkal erősebb, mint a Föld mágneses mezeje, ami miatt ezeknek a bolygóknak a fényereje nagyobb léptékű, mint a Földön. Tehát a legmagasabb a Naprendszerben (1200 km) a Szaturnusz északi fénye [8] [9] . Az óriásbolygók Földről (és általában a Naprendszer belső területeiről) végzett megfigyelések sajátossága, hogy a megfigyelő felé néznek a Nap által megvilágított oldalukkal, és a látható tartományban az aurorájuk elveszik a visszavert napfényben. . A légkörük magas hidrogéntartalma, az ultraibolya tartományban az ionizált hidrogén sugárzása és az ultraibolya tartományban az óriásbolygók alacsony albedója miatt azonban a légkörön kívüli teleszkópok ( a Hubble űrteleszkóp ) segítségével meglehetősen tiszta képeket kaptunk ezeknek a bolygóknak az auroráiról.

A Jupiter sajátossága a műholdjainak az aurórákra gyakorolt ​​hatása: a Jupiter aurális oválisán a mágneses erővonalak nyalábjainak "vetületeinek" területein az aurora fényes területei figyelhetők meg, amelyeket az aurora mozgása okozta áramok gerjesztenek. műholdak a magnetoszférájában és az ionizált anyag műholdak általi kilökődése - ez utóbbi az Io esetében különösen szembetűnő vulkanizmusával.

A Hubble űrteleszkóp által készített Jupiter aurórájának képén a következő vetületek láthatók: Io (a bal végtag mentén "farokkal" ellátott folt ), Ganymedes (középen) és Europa (közvetlenül alatta és a a Ganymedes lábnyomtól jobbra).

Az Uránuszon és a Neptunuszon is megfigyelték az aurórákat.

A kultúrában

• „ Esti elmélkedés Isten Felségéről a nagy északi fény esetén ” – Mihail Lomonoszov óda, 1743-ban.
• " Radio Wave ", 2000-es játékfilm, USA
• " Fehér fogság ", 2006-os játékfilm, USA
• " Whiteout ", 2009-es játékfilm, USA
• A finn Sentenced metal banda 1993-as North From Here című albumán szerepel a Northern Lights című dal .
• Az aurora borealis fő megjelenési formáinak orosz népi nevének leírását P. I. Melnikov-Pechersky " Az erdőkben " című epikus regénye tartalmazza:

Pazori - északi fény. Az „északfény” szót az emberek nem ismerik. Ezt a szót szinte Lomonoszov készítette, mesterséges, az irodában találta ki , és tőle, mint holmogoritól, nem lehetett idegen az igazi orosz "pazori" szótól. A Northern Lights a német Nordlicht szó szerinti fordítása. Nálunk egy Ruszban oly gyakori égi jelenség minden egyes átmenetét egy különleges találó szó jelöli. Tehát a pazória kezdetét, amikor a Tejúthoz hasonló halvány fehér fény kezd kiömleni az égbolt északi oldalán, meszelésnek vagy lenvászonnak nevezzük . A következő átmenetet, amikor az először rózsaszín árnyalatot felvevő, majd fokozatosan lilává váló fehéredést hajnaloknak ( dawns, zorniks ) nevezzük. Hajnal után általában tejszerű csíkok kezdenek szétterülni az égen. Ezeket gerendáknak nevezzük . Ha a jelenség folytatódik, a sugarak lilává válnak, és fokozatosan a szivárványoszlopok fényes, vörös és egyéb színeivé válnak . Ezek a pillérek egyre vörösebbek, ezt hívják vörösödésnek . Az oszlopok összefolynak és szétválnak – ezt mondják: az oszlopok játszanak . Amikor az oszlopokat erősen megszólal, szabálytalan reccsenés és mintegy mennydörgés kíséri - ezt hívják villanásoknak . Ha az északi fény idején a hajnalok vagy az oszlopok villognak, vagyis fényesebbek vagy sápadtabbak lesznek, akkor azt mondják: „Hajnalok vagy oszlopok lélegznek ”. Erdészeink, valamint az iránytűt kezelő partlakók régóta tudják, hogy „a méh a legelőkön bolondozik”, vagyis a mágnestű kitérést hajt végre. Előfordul, hogy beborul az ég, rossz idő van, vagy hóvihar fúj, és hirtelen „megbolondul a méh”. Az erdészek ekkor tudják, hogy a pasori játszani kezdtek az égen, de nem láthatók a felhők mögött. Figyelemre méltó, hogy a pomorok és az erdészek sem hisznek abban, hogy az északi fény háborút vagy járványt jelez. A mágnestű tulajdonságát és az északi fények rá gyakorolt ​​hatását "Isten hatalmának titkának" nevezik.

• Ugyanebben Melnyikov-Pechersky „Az erdőkben” című regényében idézik azt a közkeletű hiedelmet, hogy a mezőkön játszó bíbor oszlopok nem mások, mint az ismeretlen igaz emberek által Istennek felkínált imák látható megnyilvánulása („az igaz imádság a mennybe megy tűzoszlopok”).

Lásd még

• magnetopauza
• Magnetoszféra
• Bolygók sugárzási övei
• napos szél
• ég ragyogása

Jegyzetek

1. ↑ Vinogradov V.V. Pazori, északi fény. // A szavak története. - M. , 1994. - S. 119.
2. ↑ Moseev I. I. Pomorska beszél: a pomerániai nyelv rövid szótára . - Arhangelszk: Pravda Severa, Fehér elfek, 2005. - S. 92. - ISBN 5-7619-0243-5 .
3. ↑ POLAR LIGHTS • Great Russian Encyclopedia – elektronikus változat . bigenc.ru . Letöltve: 2021. december 1. Az eredetiből archiválva : 2022. június 15. (határozatlan)
4. ↑ A sarki csúcsok a magnetoszféra tölcsér alakú régiói , amelyek a szubpoláris régiókban , a geomágneses szélességi körökben, ~ 75°-on keletkeznek, amikor a napszél kölcsönhatásba lép a Föld mágneses mezőjével . A csúcsokon keresztül a napszél részecskéi behatolnak az ionoszférába , ami felmelegszik, és az aurórákat okozza. Rejtélyes jelenséget találtak a Föld északi sarkán. A Wayback Machine 2019. november 29-i archív másolata // Lenta. Ru , 2019. november 29
5. ↑ Az aurórák nem tükörképek   // Csillagászat . - 2009. - 1. évf. 37 , iss. 11 . — 20. o .
6. ↑ Garner, Rob . A lila fények rejtélye az égen, megoldva állampolgári tudósok segítségével  (Eng.) , NASA  (2018. március 14.). Az eredetiből archiválva : 2018. március 18. Letöltve: 2018. március 19.
7. ↑ A Mars Express aurórákat fedez fel a Marson . ESA (2005. június 9.). Hozzáférés dátuma: 2015. március 19. Az eredetiből archiválva : 2015. március 19. (határozatlan)
8. ↑ Northern Aurora in Motion (nem elérhető link) . NASA. Hozzáférés dátuma: 2015. március 19. Az eredetiből archiválva : 2015. március 19. (határozatlan) 
9. ↑ Check-in on Saturn Archiválva : 2010. július 22. a Wayback Machine -nél , 30. o  .

Irodalom

• Aleksandrov N.L. Polar Lights // Soros Oktatási Folyóirat , 2001, 5. sz., p. 75-79;
• Bulat VL Optikai jelenségek a természetben. // M., Oktatás, 1974, 143 s;
• Mishin EV, Rushin Yu. Ya., Telegin VA Elektronáramlások kölcsönhatása ionoszférikus plazmával. // L., Gidrometeoizdat, 1989, 264 p.
• Isaev S. I. Polar Lights. // Murmanszk, Könyv. kiadó, 1980, 141 p.;
• Mizun Yu. G. Polar Lights. // M., Nauka, 1983, 136 p.;
• Zvereva SV A napfény világában . - L .: Gidrometeoizdat , 1988. - 160 p.
• Stern, David P. A magnetoszférikus fizika rövid története az űrkorszakban  //  Reviews of Geophysics : folyóirat. - 1996. - 1. évf. 34 , sz. 1 . - P. 1-31 . - doi : 10.1029/95rg03508 . - Iránykód .
• Stern, David P.; Peredo, Mauricio A Föld magnetoszférájának felfedezése . phy6.org . (határozatlan)
• Eather, Robert H. Majestic Lights: Az Aurora a tudományban, a történelemben és a  művészetekben . - Washington, DC: American Geophysical Union, 1980. - ISBN 978-0-87590-215-9 .
• Akasofu, Syun-Ichi. Az Aurora Borealis titkai  (angol)  // Alaska Geographic Series. - 2002. - április ( 29. évf. , 1. sz.).
• Daglis, Ioannis; Akasofu, Syun-Ichi. Aurora - A csodálatos északi fények  (angol)  // Recorder. - 2004. - november ( 29. évf. , 9. sz.). - P. 45-48 . Archiválva az eredetiből 2015. május 24-én.
• Savage, Candace Sherk. Aurora: The Mysterious Northern Lights  (angol) . – San Francisco: Sierra Club Books/ Firefly Books, 1994. - ISBN 978-0-87156-419-1 .
• Hultqvist, Bengt. The Aurora // Handbook of the Solar-Terrestrial Environment  (angol) / =Kamide, Y.; Chian, A. - Berlin Heidelberg: Springer-Verlag , 2007. - P. 331-354. — ISBN 978-3-540-46314-6 . - doi : 10.1007/978-3-540-46315-3_13 .
• Sandholt, Even; Carlson, Herbert C.; Egeland, Alv. Optical Aurora // Dayside and Polar Cap Aurora  (angol) . - Hollandia: Springer Netherlands , 2002. - P. 33-51. - ISBN 978-0-306-47969-4 . - doi : 10.1007/0-306-47969-9_3 .
• Phillips, Tony az Auroras szezonja . NASA (2001. október 21.). Letöltve: 2006. május 15. Az eredetiből archiválva : 2006. április 11.. (határozatlan)
• Chisholm, Hugh, szerk. (1911), Aurora Polaris , Encyclopædia Britannica , vol. 2 (11. kiadás), Cambridge University Press , pp. 927–934 

Linkek

• Auroras a középső szélességeken (Fehéroroszország)
• Az Aurora Borealis az Indiai-óceán felett történt
• V. PSALOMSHCHIKOV A Föld mennyei villanásai és rejtelmei
• Fedor Jurcsikhin. Az otthonunk a Föld (2) . Polar Lights . Szövetségi Űrügynökség. — Fjodor Jurcsihin orosz pilóta-kozmonauta fényképei a 25. expedíció ISS-re való repülése közben. Letöltve: 2010. november 9. (Orosz)
• Northern Lights Gallery
• Csillagászat A nap képe. Aurora Over Norway  (angol) (2010. szeptember 20.). Letöltve: 2014. február 16.

Tematikus oldalak	Óriásbomba
Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy norvég Nagy norvég Nagy norvég Nagy orosz Brockhaus és Efron kanadai a világ körül Kis Brockhaus és Efron American Cycl. (1879) Britannica (9.) Britannica (11.) Britannica (online) Britannica (online) Infernal (6. kiadás) Universalis Gránátalma
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4130058-0 J9U : 987007295754005171 LCCN : sh85009555 NDL : 00567224 NKC : ph124326