Северное сияние появилось в небе над южными городами. Почему так бывает

В ночь с 23 на 24 апреля жители Москвы, Санкт-Петербурга, Рязани и других городов делали очень необычные фото.

Как возникает северное сияние

Северное сияние, или aurora borealis («северная заря»), — свечение, которое появляется в верхних слоях земной атмосферы. Оно редко бывает южнее 60‑й географической широты.

Эффект светящегося неба возникает, когда поток электрически заряженных частиц Солнца достигает верхних слоёв атмосферы Земли. Это происходит каждый день — солнечный ветер «дует» всегда, потому что в нашей звезде постоянно идут процессы электромагнитных взаимодействий.

Заряженные частицы — как правило, электроны и протоны — входят в контакт с магнитным полем Земли. Это поле неоднородно. Силовые линии выходят из северного магнитного полюса планеты и входят в неё в районе южного. Оба полюса находятся недалеко от географических, но полностью с ними не совпадают.

Каждый магнитный полюс — силовой узел с максимальными параметрами поля. Вот почему именно в этих местах собирается наибольшая часть заряженных частиц. Вокруг узлов образуются так называемые авроральные зоны — районы, где чаще всего возникают полярные сияния.

Солнечные частицы, которые подпадают под действие магнитных силовых линий, сталкиваются с атомами и молекулами разреженных атмосферных газов. Такие контакты происходят в самых верхних слоях атмосферы. Атомы азота и кислорода, получившие «удар» от солнечных электронов и протонов, ионизируются. Они на время оказываются в возбуждённом состоянии, а потом возвращаются к норме.

В момент перехода атомов в обычное энергетическое состояние высвобождается энергия. Её часть превращается в световое излучение — то есть в поток фотонов. Его волны имеют разную длину, а значит — и цвет.

Именно эти потоки света мы называем полярным сиянием. В небе возникают дуги, узкие и широкие полосы, лучи, размытые светящиеся фигуры зелёного, иногда — голубоватого или желтоватого, фиолетового и розового оттенков.

Интересно, что в Южном полушарии похожее явление называется aurora australis («рассвет юга»). Механизм его образования тот же.

Почему иногда северное сияние можно увидеть даже на юге

У нашей звезды всё время меняется магнитная активность. Бывают периоды, когда её признаков — пятен и вспышек на Солнце — учёные почти не наблюдают. Но каждые 10–12 лет активность достигает максимума. Мощные вспышки и корональные выбросы усиливают поток солнечного ветра. Его воздействие на магнитосферу нашей планеты тоже возрастает. Тогда мы регулярно слышим о возмущениях и бурях в магнитосфере Земли. В такие периоды северное сияние можно увидеть даже в далёких от полярного круга областях. Подобного пика ждут, например, в июле 2025 года.

Но даже во время минимальной активности солнечный ветер возникает, когда на поверхности звезды появляются корональные дыры. Они становятся источником быстрого потока заряженных частиц. Если такая дыра оказывается на одной линии с Землёй, мы подпадаем под воздействие солнечного ветра. Значит, на нашей планете опять усиливается магнитная активность. А зоны, где собираются солнечные частицы, расширяются к югу от северного магнитного полюса и к северу от южного.

21 апреля на Солнце произошла вспышка класса М. Учёные зафиксировали мощный выброс корональной массы. Поэтому в ночь на 24 апреля 2023 года мощная магнитная буря накрыла Землю. Степень возмущённости магнитного поля планеты достигла уровня G4 — это в одном шаге от максимального показателя G5. Поэтому полярное сияние увидели жители не только северных городов. Aurora borealis появилась в небе над Санкт-Петербургом, Москвой, Рязанью, Ульяновском и другими регионами.