Skip to main content
Изучение

Цвета полярного сияния

By 3 мая, 2022No Comments

Северное сияние 20 декабря 2021 года на 61 градусе северной широты( около 180км по прямой от Санкт-Петербурга), снято на трассе Сортавала.

Катя Стрельникова

Цвета полярного сияния

Полярное сияние бывает разных цветов. Не только таким, каким часто встречается на фото - зеленым, но и красным, фиолетовым, оранжевым и даже голубым. Попробуем разобраться что светится и как поймать сияние наполненное цветами, а главное, как их увидеть. На цветность влияют разные факторы:

Магнитная активность

Чем сильнее магнитные возмущения, тем северное сияние выше. Выше не над головой, а выше само по себе. При небольших возмущениях, чаще всего, сияние возникает на высоте 100-300 км над землей и преобладают зеленые цвета, при сильных возмущениях сияние достигает высоты до 600-700 км.

Состав атмосферы

Чем дальше от Земли, тем более разряженная атмосфера, а значит, состав газов неоднороден. Больше всего газов ниже, и каемки северного сияния - ярче. Ну и чем дальше от земли и выше - тем северное сияние менее яркое. Кроме кислорода в атмосфере есть и другие газы, посмотрим какие цвета они дают.

AZURE mission

5 апреля 2019 года NASA запустило две ракеты для изучения потоков воздуха и заряженных частиц с площадки Andøya Space Center расположенной в Норвегии.

Для измерения плотности и температуры атмосферы ракеты были оснащены приборами, но кроме приборов в атмосферу были выпущены пары газов для визуальной индикации — триметилалюминий и смесь бария / стронция.

Триметилалюминий в реакции с кислородом порождает химическую люминесценцию. Барий быстро ионизируется и порождает пурпурно-красные облака, наблюдения за которым позволяют следить за потоками ионов в атмосфере. Неионизованный барий тоже светится голубовато-белым цветом и может послужить маркером для нейтральных частиц. Стронций добавили для усиления свечения нейтрального бария.

 

Сайт миссии

Изменение температуры цвета

Температура цвета сияния так же зависит и от внешних источников света. Например восход луны или засветка от уличного освещения могут изменить цвет до неузнаваемости. Зеленые оттенки преврятяся в бирюзовые, а красные станут фиолетовыми. Почему так?

Северное сияние — свечение газов и имеет полупрозрачную, облачную структуру на фоне неба. Если небо темное, далеко от засветок, то его цвет практически невиден глазу, нейтральный серый. При полной луне подсвеченная атмосфера даст уверенный голубой оттенок. Цвета сияния накладываются не только на цвет неба, но и смешиваются между собой, цветовая температура меняется.

Свет участков полярного сияния наблюдаемый в далеком горизонте плохо проходит через атмосферу, мы видим их в более теплом, оранжевом спектре, как солнце или луну на закате.

Засветка от населенных пунктов, отраженная в мельчайшаем водяном паре так же изменит спектр из-за наложения и смешения цветов.

С восходом луны изменился оттенок неба и северного сияния.

Цветовая температура полярного сияния может изменяться:

1)  При Луне или на закате/рассвете;
2)  Вблизи уличной засветки;
3)  Близко к горизонту.

Как поймать самое яркое?

Самые яркие и интересные северные сияния чаще всего появляются при магнитных бурях(индексах Кп5-G1 и выше). Одно из наиболее незабываемых зрелищ — корональная форма, когда северное сияние играет над головой, и не просто облачками, а имеет вид лучистой короны, с розовыми каймами по нижнему краю, и красными лучами к небу.

 

В более южных районах видно в горизонте каемку лент. Так, как чем ближе к Земле концентрация атомарных газов атмосферы плотнее — все, что находится ниже — сияет ярче, чем выше — тем слабее различимо глазом. Самые яркие цвета, голубые, видно крайне редко, этот цвет плохо различается глазами.

 

 

Для наблюдений северного сияния в первую очередь важно чтоб вокруг не было посторонних источников света, связано это с особенностями строения человеческого глаза. «Сенсоры» нашего глаза состоят из рецепторов двух типов, колбочки различающие цвет и палочки, различающие свет. К темноте очень быстро адаптируются палочки, с колбочками, отвечающими за цвет все сложнее и дольше по времени. По этой причине даже в северных регионах многие люди не могут различить цвет и видят северное сияние как серую субстанцию.

Для хороших наблюдений важно, чтоб не было луны. Для хороших фотографий лучше всего подходит луна до четверти, чтоб подсветить пейзажи. Самые неудачные наблюдения — в городской черте, дымка перебивает вид, а огни засвечивают глаза, к этому добавляется изменение цвета при наблюдениях, а на фото засветка портит кадры.