IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Каждый хотя бы раз в жизни обязан увидеть самое великолепное, чарующее и психоделическое световое представление природы – Аврора Бореалис. Aurora Borealis – это природное явление, которое всем известно как северное полярное сияние. Её название происходит от имен римской богини утренней зари Авроры и греческого бога ветра Борея [1].

Рисунок 1 Снимок северного сияния

Все небо переливается насыщенными зелеными, желтыми, красными цветами. Их вид может меняться в мгновение или оставаться неподвижным на протяжении нескольких часов. Аврора Бореалис может продолжаться от десятков минут до нескольких суток.

В древние времена люди не понимали природу, поэтому с Северным сиянием связано множество мифов и поверий. Древние скандинавы объясняли это явление не менее сказочно. Они верили, что гигантская небесная лиса машет хвостом, от чего загораются огни. А вот в эскимосских и индийских легендах о северных сияниях говорили, что это духи животных танцуют в небе, или что это духи падших врагов, которые хотят пробудиться вновь. Можно написать много различных и захватывающих историй. Подобные легенды можно услышать по всему миру, где встречается это явление.

Учёные уже достаточно давно знают, что эти чарующие красотой огневые занавесы вызываются вследствие бомбардировки верхних слоёв атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем. Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный и южный магнитные полюса (авроральные овалы). Ключевую роль в стимулировании высыпаний играет ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра.

Солнечный ветер – это поток заряженных частиц направленный к Земле, возникающий после взрыва на Солнце [2].

Проходя на скорости 1200 километров в секунду, солнечный ветер за два дня добирается до магнитного поля земли. Частицы достигают атмосферы, и сперва, сталкиваются с атомарным кислородом, который отвечает за красные и зелёные излучения. Дальше он взаимодействует с молекулярным азотом.

Проше говоря, на Солнце должен произойти взрыв, после чего в ионосферу Земли попадают заряженные частицы. Здесь, они сталкиваются с частичками разряженных газов, заставляя их светиться.

Таким образом, Аврора – это электрическое явление. Еще Михаил Васильевич Ломоносов догадался об электрической природе полярных сияний.

Свидетельством того, что природа северного сияния изучена уже достаточно хорошо, является тот факт, что ученые смогли воспроизвести искусственные северные сияния в естественных условиях. Это было в 1985 году в рамках совместного российско-французского эксперимента под названием «Аракс».

Экспериментально выяснили, что если взять инертный газ и поместить в трубку с низким давлением, добавить напряжение от 3-х до 15 тысяч вольт, газ ионизируется, возбудиться, и приобретёт соответствующий цвет, начнёт светиться (люминесцировать).

Люминисценция – неравновесное излучение, избыточное при данной температуре над тепловым излечением тела и имеющее длительность, большую периода световых колебаний [3].

Каждый из нас видел хоть раз люминесцентные лампы, неоновые вывески.

Чтобы увидеть северное сияние во всей его красе, нужно выбрать период наивысшей активности Солнца. К тому же, это должна быть морозная, ясная ночь. Чаще всего северное сияние наблюдается в полярных областях. Объясняется это тем, что геомагнитное поле Земли отклоняет большую часть потока заряженных частиц, идущих от Солнца, и лишь некоторые всё же попадают в атмосферу Земли, но только над полюсами.

Интенсивность северного сияния зависит от степени солнечной активности. Особенно мощные полярные сияния приходятся на пики одиннадцатилетнего цикла активности солнца. Северные сияния обычно наблюдаются через один-два дня после вспышек на солнце.

- Северные и южные сияния по мощности выделяемой энергии сравнимы с сильными землетрясениями. За одно возмущение может выделиться до 5·10¹⁴ джоулей, что соответствует землетрясению магнитудой 5,5 баллов.

Аврору Бореалис можно встретить не только на планете Земля. Это потрясающее явление встречается и на других планетах Солнечной системы. На полярные сияния Юпитера влияют его спутники: особенно яркие полярные сияния наблюдают в областях проекций пучков силовых линий магнитного поля на авроральный овал планеты. Их возбуждение вызывается токами от движения в его магнитосфере спутников, и выбросом ими ионизированного материала.

Таким образом, через северные сияния и связанные с ними процессы Космос воздействует на окружающую нас природу и ее обитателей. С северным сиянием связано ещё немало загадок и тайн. Сейчас учёные пытаются разобраться, сопровождается ли северное сияние звуковым эффектом? Какова взаимосвязь полярных сияний и погоды? Как воздействует интенсивность полярных излучений на здоровье человека? Какие изменения вызывают заряженные частицы солнечного ветра в ионосфере, магнитосфере Земли?

Библиографический список

1. Климишин И. А. «Элементарная астрономия»./ И.А. Климишин- М.: Наука. 1991. 461 с.

2. Левитан Е.П. Физика вселенной /Е.П. Левитан- М.: УРСС-2004.-200с.

3. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов/ Т.И Трофимова.-7-е изд., стер.- М:Высш. шк., 2003.-542 с.: ил.

Код для цитирования: Скопировать