✖


Jump to content

Аврора

(Перенаправлено с Северного сияния )
Сюда перенаправляются несколько терминов. Чтобы узнать о других значениях, см. Северное сияние (значения) , Северное сияние (значения) , Северное сияние (значения) , Северное сияние (значения) и Южное сияние (значения) .

Зеленое сияние над церковью Викуркиркья в Вике в Исландии.
Северное сияние с очень редким синим светом, излучаемым азотом.
Aurora corealis сияет над Медвежьим озером возле базы ВВС Эйлсон на Аляске.
Южная Аврора в Антарктиде
Красное и зеленое Аврора в Фэрбенксе, Аляска.
Изображения полярных сияний со всего мира, в том числе с более редкими красными и синими огнями.
Южное сияние, вид с МКС , 2017 г. [1]

Полярное сияние [а] ( мн. полярное сияние или полярные сияния ), [б] также широко известное как северное сияние ( aurora Borealis ) или южное сияние ( aurora australis ), [с] Это естественное световое явление на регионах небе Земли, которое преимущественно наблюдается в высоких широт (вокруг Арктики и Антарктики ). Полярные сияния представляют собой динамические узоры ярких огней, которые выглядят как занавески, лучи, спирали или динамические мерцания, покрывающие все небо. [3]

Полярные сияния являются результатом возмущений в магнитосфере Земли, вызванных солнечным ветром . Основные возмущения возникают в результате увеличения скорости солнечного ветра из-за корональных дыр и корональных выбросов массы . Эти возмущения изменяют траектории заряженных частиц в магнитосферной плазме . Эти частицы, в основном электроны и протоны , выпадают в верхние слои атмосферы ( термосферу / экзосферу ). В результате ионизация и возбуждение компонентов атмосферы излучают свет различного цвета и сложности. Форма полярных сияний, возникающих в полосах вокруг обеих полярных областей, также зависит от величины ускорения, сообщаемого высыпающимся частицам.

На большинстве планет Солнечной системы , некоторых естественных спутниках , коричневых карликах и даже кометах также наблюдаются полярные сияния.

Этимология

[ редактировать ]

Термин «Северное сияние» был придуман Галилеем в 1619 году от римского Авроры, богини зари , и греческого названия северного ветра ( Борея ). [4] [5]

Слово «Аврора» происходит от имени римской богини зари Авроры , которая путешествовала с востока на запад, возвещая о приходе Солнца . [6] Древнегреческие поэты использовали соответствующее имя Эос метафорически для обозначения рассвета, часто упоминая игру цветов на темном небе (например, «розоперстый рассвет»). [7]

Слова Borealis и australis произошли от имен древних богов северного ветра ( Борея ) и южного ветра ( Остера ) в греко-римской мифологии .

возникновение

[ редактировать ]
Верхняя атмосфера Земли на ночной стороне, проявляющаяся снизу в виде полос послесвечения, освещающих тропосферу оранжевым цветом с силуэтами облаков, а стратосферу - белым и синим. Далее мезосфера (розовая область) простирается до оранжевой и слабо зеленой линии самого низкого свечения атмосферы примерно на расстоянии ста километров на краю космоса и у нижнего края термосферы ( невидимой). Продолжаем зеленые и красные полосы сияний, простирающиеся на несколько сотен километров.

Большинство полярных сияний происходит в полосе, известной как «авроральная зона». [8] который обычно имеет ширину от 3 ° до 6 ° (приблизительно 330–660 км) по широте и от 10 ° до 20 ° от геомагнитных полюсов в любое местное время (или долготу), наиболее отчетливо видно ночью на темном небе. Область, в которой в настоящее время наблюдается полярное сияние, называется «авроральным овалом» — полосой, смещенной солнечным ветром к ночной стороне Земли. Полярные сияния на самом Северном полюсе редки из-за того, что он находится в Северном Ледовитом океане , тогда как полярные сияния на самом Южном полюсе очень распространены и гарантированно видны. [9] Ранние доказательства геомагнитной связи получены из статистики наблюдений полярных сияний. Элиас Лумис (1860), [10] а позже Герман Фриц (1881) [11] и Софус Тромхольт (1881) [12] более подробно установлено, что полярные сияния появлялись главным образом в авроральной зоне.

В северных широтах этот эффект известен как северное сияние или северное сияние. Южный аналог, aurora australis или южное сияние, имеет черты, почти идентичные северному сиянию, и меняется одновременно с изменениями в северной авроральной зоне. [13] Южное полярное сияние видно из высоких южных широт Антарктиды , Южного конуса , Южной Африки , Австралазии и, в исключительных случаях, даже на севере Уругвая . [14] Северное сияние видно из районов вокруг Арктики, таких как Аляска , Канада , Исландия , Гренландия , Фарерские острова , Скандинавия , Шотландия и Россия . В редких случаях северное сияние можно увидеть даже на юге, в Средиземноморье и в южных штатах США. Во время события Кэррингтона , величайшей геомагнитной бури, когда-либо наблюдавшейся, полярные сияния были замечены даже в тропиках.

Геомагнитная буря заставляет авроральные овалы (север и юг) расширяться, перемещая полярные сияния в более низкие широты. Мгновенное распространение полярных сияний («авроральный овал»). [8] немного отличается: его центр находится примерно на 3–5 ° в ночное время от магнитного полюса, так что дуги полярных сияний простираются дальше всего к экватору, когда магнитный полюс рассматриваемый находится между наблюдателем и Солнцем . Лучше всего полярное сияние видно в это время, которое называется магнитной полночью .

Полярные сияния, видимые внутри аврорального овала, могут находиться прямо над головой. Издалека они освещают полярный горизонт зеленоватым, а иногда и слабым красным свечением, как будто Солнце поднимается с необычной стороны. Полярные сияния также возникают к полюсу от авроральной зоны в виде диффузных пятен или дуг. [15] который может быть субвизуальным.

Видео южного сияния, снятое экипажем 28-й экспедиции на борту Международной космической станции.
Продолжительность: 34 секунды.
Эта последовательность снимков была сделана 17 сентября 2011 года с 17:22:27 до 17:45:12 по Гринвичу на восходящем перевале от юга Мадагаскара к северу от Австралии над Индийским океаном .
Продолжительность: 19 секунд.
Эта последовательность снимков была сделана 7 сентября 2011 года с 17:38:03 до 17:49:15 по Гринвичу от южных и антарктических земель Франции в южной части Индийского океана до южной Австралии.
Продолжительность: 27 секунд.
Эта последовательность снимков была сделана 11 сентября 2011 года с 13:45:06 до 14:01:51 по Гринвичу с нисходящего перевала недалеко от восточной Австралии, огибающего восходящий перевал к востоку от Новой Зеландии .
Карты NOAA Северной Америки и Евразии
КП карта Северной Америки
Северная Америка
КП карта Евразии
Евразия
На этих картах показана местная полночная экваториальная граница полярного сияния на разных уровнях геомагнитной активности по состоянию на 28 октября 2011 года — эти карты меняются по мере изменения положения геомагнитных полюсов . K - индекс K K p = 3 соответствует относительно низким уровням геомагнитной активности, тогда как p = 9 соответствует высоким уровням.

Полярные сияния иногда наблюдаются в широтах ниже авроральной зоны, когда геомагнитная буря временно расширяет авроральный овал. Сильные геомагнитные бури наиболее распространены во время пика 11-летнего цикла солнечных пятен или в течение трех лет после пика. [16] [17] Электрон вращается по спирали (вращается) вокруг силовой линии под углом, который определяется векторами его скорости, параллельными и перпендикулярными соответственно вектору локального геомагнитного поля B. Этот угол известен как «питч-угол» частицы. Расстояние или радиус электрона от силовой линии в любой момент времени известен как его ларморовский радиус. Питч-угол увеличивается по мере того, как электрон перемещается в область большей напряженности поля ближе к атмосфере. Таким образом, некоторые частицы могут вернуться или отразиться, если угол станет 90 °, прежде чем войти в атмосферу, и столкнуться там с более плотными молекулами. Другие частицы, не отражающие зеркала, попадают в атмосферу и способствуют появлению полярных сияний на разных высотах. Другие типы полярных сияний наблюдались из космоса; например, «полярные дуги», простирающиеся в сторону Солнца через полярную шапку, родственное им «тета-полярное сияние», [18] и «дневные дуги» около полудня. Они относительно редки и плохо изучены. Встречаются и другие интересные эффекты, такие как пульсирующее полярное сияние, «черное полярное сияние» и его более редкий спутник «античерное полярное сияние» и субвизуальные красные дуги. В дополнение ко всему этому, вокруг двух полярных выступов наблюдается слабое свечение (часто темно-красное), силовые линии, отделяющие те, которые проходят через Землю, от тех, которые уходят в хвост и смыкаются на расстоянии.

Изображения

[ редактировать ]
Продолжительность: 11 секунд.
Видео полного южного сияния, сделанное IMAGE , наложенное на цифровое изображение Земли.

Первые работы по получению изображений полярных сияний были проведены в 1949 году Университетом Саскачевана с использованием радара SCR-270 . [19] Высоты, на которых происходят выбросы полярных сияний, были определены Карлом Стермером и его коллегами, которые использовали камеры для триангуляции более 12 000 полярных сияний. [20] Они обнаружили, что большая часть света излучается на высоте от 90 до 150 км (от 56 до 93 миль) над землей, а иногда простирается более чем на 1000 км (620 миль).

Формы

[ редактировать ]

По словам Кларка (2007), существует пять основных форм, которые можно увидеть с земли, от наименее заметной до наиболее заметной: [21]

Различные формы
Точка расхождения коронального сияния
  • Мягкое сияние недалеко от горизонта. Они могут быть близки к пределу видимости, [22] но его можно отличить от залитых луной облаков, потому что сквозь сияние можно увидеть звезды в неослабленном виде.
  • Пятна или поверхности , похожие на облака.
  • Дуги изгибаются по небу .
  • Лучи представляют собой светлые и темные полосы поперек дуг, идущие вверх на разную длину.
  • Короны покрывают большую часть неба и расходятся из одной точки на нем.

Брекке (1994) также описал некоторые полярные сияния как «занавески». [23] Сходство со шторами часто усиливают складки внутри дуг. Дуги могут фрагментироваться или распадаться на отдельные, порой быстро меняющиеся, часто лучистые детали, которые могут заполнить все небо. Они также известны как дискретные полярные сияния , которые иногда достаточно яркие, чтобы ночью читать газету. [24]

Эти формы согласуются с полярными сияниями, формируемыми магнитным полем Земли. Внешний вид дуг, лучей, завес и корон определяется формой светящихся частей атмосферы и положением зрителя . [25]

Цвета и длины волн полярного сияния

[ редактировать ]
  • Красный: на самых больших высотах возбужденный атомарный кислород излучает длину волны 630 нм (красный); низкая концентрация атомов и меньшая чувствительность глаз на этой длине волны делают этот цвет видимым только при более интенсивной солнечной активности. Небольшое количество атомов кислорода и постепенно уменьшающаяся их концентрация ответственны за тусклый вид верхних частей «занавес». Алый, малиновый и кармин — наиболее часто встречающиеся оттенки красного полярного сияния.
  • Зеленый: на меньших высотах более частые столкновения подавляют моду 630 нм (красный): скорее доминирует излучение 557,7 нм (зеленый). Достаточно высокая концентрация атомарного кислорода и более высокая чувствительность глаз к зеленому цвету делают зеленые полярные сияния наиболее распространенными. Возбужденный молекулярный азот (атомарный азот встречается редко из-за высокой стабильности молекулы N 2 ) играет здесь роль, поскольку он может передавать энергию при столкновении атому кислорода, который затем излучает ее на зеленой длине волны. (Красный и зеленый также могут смешиваться, образуя розовые или желтые оттенки.) Быстрое снижение концентрации атомарного кислорода ниже примерно 100 км ответственно за резкий конец нижних краев завес. Обе длины волн 557,7 и 630,0 нм соответствуют запрещенным переходам атомарного кислорода, медленному механизму, ответственному за постепенность (0,7 с и 107 с соответственно) вспышки и затухания.
В Англии в 2024 году видели светящееся синее и красное сияние.
  • Синий: на еще более низких высотах атомарный кислород встречается редко, а молекулярный азот и ионизированный молекулярный азот берут на себя производство видимого светового излучения, излучающего большое количество длин волн как в красной, так и в синей частях спектра, с длиной волны 428 нм (синий). будучи доминирующим. Синие и фиолетовые выбросы, обычно находящиеся на нижних краях «занавесок», проявляются при самых высоких уровнях солнечной активности. [26] Переходы молекулярного азота происходят гораздо быстрее, чем переходы атомарного кислорода.
  • Ультрафиолет: Ультрафиолетовое излучение полярных сияний (внутри оптического окна, но не видимое практически всем). [ нужны разъяснения ] человек) наблюдался с помощью необходимого оборудования. На Марсе также видели ультрафиолетовые полярные сияния. [27] Юпитер и Сатурн.
  • Инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение с длинами волн, находящимися в пределах оптического окна, также является частью многих полярных сияний. [27] [28]
  • Желтый и розовый — это смесь красного, зеленого или синего. Другие оттенки красного, а также оранжевый и золотой можно увидеть в редких случаях; желто-зеленый встречается умеренно. [ нужны разъяснения ] Поскольку красный, зеленый и синий — линейно независимые цвета, аддитивный синтез теоретически может дать большинство цветов, воспринимаемых человеком, но те, которые упомянуты в этой статье, представляют собой практически исчерпывающий список.

Изменения со временем

[ редактировать ]
Построение кеограммы на основе записи камеры всего неба, сделанной за одну ночь, 6–7 сентября 2021 года. Кеограммы обычно используются для визуализации изменений полярных сияний с течением времени.

Полярные сияния меняются со временем, в течение ночи они начинаются со сияний и продвигаются к коронам, хотя могут и не достигать их. Они имеют тенденцию исчезать в обратном порядке. [23] Примерно до 1963 года считалось, что эти изменения происходят из-за вращения Земли по закономерности, фиксированной относительно Солнца. ) было обнаружено, Позже путем сравнения пленок полярных сияний всего неба из разных мест (собранных во время Международного геофизического года что они часто претерпевают глобальные изменения в процессе, называемом авроральной суббурей . За несколько минут они изменяются от спокойных дуг по всему овалу сияний к активным проявлениям вдоль темной стороны и через 1–3 часа постепенно возвращаются обратно. [29] Изменения полярных сияний с течением времени обычно визуализируются с помощью кеограмм . [30]

В более коротких временных масштабах полярные сияния могут менять свой внешний вид и интенсивность, иногда настолько медленно, что их трудно заметить, а иногда и быстро, вплоть до субсекундного масштаба. [24] Явление пульсирующих полярных сияний является примером изменений интенсивности в течение коротких периодов времени, обычно с периодами 2–20 секунд. Этот тип полярных сияний обычно сопровождается уменьшением пиковой высоты выбросов примерно на 8 км для синего и зеленого излучения и скоростью солнечного ветра выше средней (около 500 км/с). [31]

Другое авроральное излучение

[ редактировать ]

Кроме того, полярные сияния и связанные с ними течения производят сильное радиоизлучение частотой около 150 кГц, известное как авроральное километровое излучение (AKR), открытое в 1972 году. [32] Ионосферное поглощение делает AKR наблюдаемым только из космоса. Также было обнаружено рентгеновское излучение, происходящее от частиц, связанных с полярными сияниями. [33]

Шум

[ редактировать ]

полярного сияния Шум , похожий на потрескивание, начинается примерно на высоте 70 м (230 футов) над поверхностью Земли и вызывается заряженными частицами в инверсионном слое атмосферы, образовавшимся во время холодной ночи. Заряженные частицы разряжаются, когда частицы Солнца попадают в инверсионный слой, создавая шум. [34] [35]

Необычные типы

[ редактировать ]

СТИВ

[ редактировать ]

В 2016 году более пятидесяти гражданских научных наблюдений описали неизвестный им тип полярного сияния, который они назвали « СТИВ », что означает «сильное увеличение скорости теплового излучения». СТИВ не является полярным сиянием, но вызван лентой горячей плазмы шириной 25 км (16 миль) на высоте 450 км (280 миль) с температурой 3000 ° C (3270 K; 5430 ° F) и текущей со скоростью скорость 6 км/с (3,7 миль/с) (по сравнению со скоростью 10 м/с (33 фута/с) за пределами ленты). [36]

Аврора из штакетника

[ редактировать ]

Процессы, вызывающие STEVE, также связаны с полярным сиянием, хотя последнее можно увидеть и без STEVE. [37] [38] Это полярное сияние, потому что оно вызвано выпадением электронов в атмосфере, но появляется за пределами аврорального овала. [39] ближе к экватору, чем типичные полярные сияния. [40] Когда рядом со Стивом появляется полярное сияние, оно находится внизу. [38]

Дюна Аврора

[ редактировать ]

Впервые сообщалось в 2020 году [41] [42] и подтверждено в 2021 году [43] [44] был открыт феномен полярного сияния на дюнах [45] финскими гражданскими учеными . Он состоит из равномерно расположенных параллельных полос более яркого излучения в зеленом рассеянном сиянии, которые создают впечатление песчаных дюн. [46] Считается, что это явление вызвано модуляцией плотности атомарного кислорода крупномасштабной атмосферной волной, распространяющейся горизонтально в волноводе через инверсионный слой в мезосфере в присутствии высыпаний электронов . [43]

Аврора из конского воротничка

[ редактировать ]

Полярные сияния на конском вороте (HCA) - это полярные сияния, при которых авроральный эллипс смещается к полюсу во время рассвета и сумерек, а полярная шапка приобретает каплевидную форму. Они формируются в периоды, когда межпланетное магнитное поле (ММП) постоянно направлено на север, когда часовой угол ММП мал. Их образование связано с замыканием магнитного потока в верхней части дневной магнитосферы двухлепестковым пересоединением (DLR). В месяц происходит примерно 8 событий HCA без сезонной зависимости, и что МВФ должен находиться в пределах 30 градусов к северу. [47]

Сопряженные полярные сияния

[ редактировать ]

Сопряженные полярные сияния — это почти точные зеркальные полярные сияния, обнаруженные в сопряженных точках в северном и южном полушариях на одних и тех же силовых линиях геомагнитного поля. Обычно это происходит во время равноденствий , когда существует небольшая разница в ориентации северного и южного геомагнитных полюсов по отношению к Солнцу. Попытки изображения сопряженных полярных сияний предпринимались с помощью самолетов с Аляски и Новой Зеландии в 1967, 1968, 1970 и 1971 годах, имевшие некоторый успех. [48]

Причины

[ редактировать ]

Полное понимание физических процессов, которые приводят к различным типам полярных сияний, все еще неполное, но основная причина связана с взаимодействием солнечного ветра с магнитосферой Земли . Различная интенсивность солнечного ветра приводит к эффектам разной величины, но включает в себя один или несколько из следующих физических сценариев.

  1. Покойный солнечный ветер, протекающий мимо магнитосферы Земли, постоянно взаимодействует с ней и может как инжектировать частицы солнечного ветра непосредственно в линии геомагнитного поля, которые являются «открытыми», а не «закрытыми» в противоположном полушарии, так и обеспечивать диффузию через головную ударную волну . частиц, уже попавших в радиационные пояса Это также может привести к выпадению в атмосферу . Когда частицы из радиационных поясов теряются в атмосфере, в спокойных условиях новые замещают их лишь медленно, и конус потерь истощается. Однако в хвосте магнитосферы траектории частиц постоянно меняются, вероятно, когда частицы пересекают очень слабое магнитное поле вблизи экватора. В результате поток электронов в этой области почти одинаковый во всех направлениях («изотропный») и обеспечивает постоянный приток вытекающих электронов. Утечка электронов не оставляет хвост положительно заряженным, потому что каждый утекший электрон, потерянный в атмосферу, заменяется электроном низкой энергии, вытянутым вверх из ионосфера . Такая замена «горячих» электронов «холодными» находится в полном соответствии со вторым законом термодинамики . Весь процесс, который также генерирует электрический кольцевой ток вокруг Земли, неизвестен.
  2. Геомагнитное возмущение от усиленного солнечного ветра вызывает искажения хвоста магнитосферы («магнитные суббури»). Эти «суббури», как правило, возникают после длительных периодов (порядка часов), в течение которых межпланетное магнитное поле имело значительную южную составляющую. Это приводит к более высокой скорости взаимосвязи между его силовыми линиями и линиями Земли. В результате солнечный ветер перемещает магнитный поток (трубки силовых линий магнитного поля, «скрепленные» вместе с находящейся в них плазмой) с дневной стороны Земли к хвосту магнитосферы, расширяя препятствие, которое он представляет для потока солнечного ветра, и сужая хвост. на ночной стороне. В конечном итоге часть хвостовой плазмы может отделиться (« магнитное пересоединение »); некоторые сгустки (« плазмоиды ») сжимаются вниз по течению и уносятся солнечным ветром; другие прижимаются к Земле, где их движение вызывает сильные вспышки полярных сияний, главным образом около полуночи («процесс разгрузки»). Геомагнитная буря, возникающая в результате большего взаимодействия, добавляет гораздо больше частиц в плазму, захваченную вокруг Земли, что также приводит к усилению «кольцевого тока». Иногда результирующая модификация магнитного поля Земли может быть настолько сильной, что приводит к появлению полярных сияний, видимых в средних широтах, на силовых линиях, которые намного ближе к экватору, чем на линиях поля авроральной зоны.
    Луна и полярное сияние
  3. Ускорение авроральных заряженных частиц неизменно сопровождает магнитосферное возмущение, вызывающее полярное сияние. Этот механизм, который, как полагают, возникает преимущественно из-за сильных электрических полей вдоль магнитного поля или взаимодействия волны с частицами, увеличивает скорость частицы в направлении ведущего магнитного поля. Таким образом, угол тангажа уменьшается и увеличивается вероятность его выпадения в атмосферу. И электромагнитные, и электростатические волны, возникающие во время сильных геомагнитных возмущений, вносят значительный вклад в энергетические процессы, поддерживающие полярные сияния. Ускорение частиц представляет собой сложный промежуточный процесс передачи энергии солнечного ветра косвенно в атмосферу.
Южное сияние (11 сентября 2005 г.), снятое спутником НАСА IMAGE и наложенное в цифровом виде на составное изображение Blue Marble . анимация, созданная с использованием тех же спутниковых данных. Также доступна

Детали этих явлений до конца не изучены. Однако ясно, что основным источником авроральных частиц является солнечный ветер, питающий магнитосферу, резервуар, содержащий зоны радиации и временно магнитно-захваченные частицы, удерживаемые геомагнитным полем, в сочетании с процессами ускорения частиц. [49]

Авроральные частицы

[ редактировать ]

Непосредственная причина ионизации и возбуждения компонентов атмосферы, приводящая к выбросам полярных сияний, была обнаружена в 1960 году, когда новаторский полет ракеты из Форт-Черчилль в Канаде обнаружил поток электронов, входящих в атмосферу сверху. [50] С тех пор с 1960-х годов многими исследовательскими группами, использующими ракеты и спутники для пересечения авроральной зоны, кропотливо и с постоянно улучшающимся разрешением была собрана обширная коллекция измерений. Основные выводы заключаются в том, что полярные дуги и другие яркие формы возникают из-за электронов, которые были ускорены в течение последних нескольких 10 000 км или около того после их погружения в атмосферу. [51] Эти электроны часто, но не всегда, имеют пик в своем энергетическом распределении и преимущественно ориентированы вдоль локального направления магнитного поля.

Электроны, в основном ответственные за диффузные и пульсирующие полярные сияния, напротив, имеют плавно падающее энергетическое распределение и угловое (питч-угол) распределение, предпочитающее направления, перпендикулярные локальному магнитному полю. Было обнаружено, что пульсации возникают в экваториальной точке пересечения силовых линий магнитного поля авроральной зоны или вблизи нее. [52] Протоны также связаны с полярными сияниями, как дискретными, так и диффузными.

Атмосфера

[ редактировать ]

Полярные сияния возникают в результате испускания фотонов Земли в верхних слоях атмосферы на высоте более 80 км (50 миль), в результате того, что ионизированные атомы азота возвращают электрон, а кислорода атомы и молекулы на основе азота возвращаются из возбужденного состояния в основное состояние . [53] Они ионизируются или возбуждаются при столкновении частиц, выпавших в атмосферу. В этом могут участвовать как поступающие электроны, так и протоны. Энергия возбуждения теряется в атмосфере из-за испускания фотона или столкновения с другим атомом или молекулой:

кислорода Выбросы
зеленый или оранжево-красный, в зависимости от количества поглощенной энергии.
азота Выбросы
синий, фиолетовый или красный; синий и фиолетовый, если молекула возвращает электрон после ионизации, красный, если возвращается в основное состояние из возбужденного состояния.

Кислород необычен с точки зрения его возвращения в основное состояние: для испускания зеленого света с длиной волны 557,7 нм может потребоваться 0,7 секунды, а для красного излучения с длиной волны 630,0 нм может потребоваться до двух минут. Столкновения с другими атомами или молекулами поглощают энергию возбуждения и предотвращают излучение, этот процесс называется столкновительным тушением . Поскольку самые высокие части атмосферы содержат более высокий процент кислорода и более низкую плотность частиц, такие столкновения достаточно редки, чтобы у кислорода было время излучать красный свет. Столкновения становятся более частыми, распространяясь вниз в атмосферу из-за увеличения плотности, так что красные выбросы не успевают произойти, и в конечном итоге даже выбросы зеленого света предотвращаются.

Вот почему существует разница в цвете с высотой; на больших высотах преобладает красный кислород, затем зеленый кислород и синий/фиолетовый/красный азот и, наконец, синий/фиолетовый/красный азот, когда столкновения не позволяют кислороду что-либо выделять. Зеленый – самый распространенный цвет. Затем идет розовый, смесь светло-зеленого и красного, за ним следует чистый красный, затем желтый (смесь красного и зеленого) и, наконец, чистый синий.

Осаждающиеся протоны обычно производят оптическое излучение в виде падающих атомов водорода после получения электронов из атмосферы. Протонные полярные сияния обычно наблюдаются в более низких широтах. [54]

ионосфера

[ редактировать ]

Яркие полярные сияния обычно связаны с течениями Биркеланда (Schield et al., 1969; [55] Змуда и Армстронг, 1973 год. [56] ), которые стекают в ионосферу с одной стороны полюса и выходят с другой. Между ними часть тока проходит напрямую через слой E ионосферы (125 км); остальная часть («область 2») движется в обход, снова уходя через силовые линии ближе к экватору и замыкаясь через «частичный кольцевой ток», переносимый магнитно захваченной плазмой. Ионосфера является омическим проводником , поэтому некоторые считают, что такие токи требуют движущего напряжения, которое может обеспечить пока неопределенный динамо-механизм. Зонды электрического поля на орбите над полярной шапкой показывают напряжение порядка 40 000 вольт, которое возрастает до более чем 200 000 вольт во время интенсивных магнитных бурь. В другой интерпретации токи являются прямым результатом ускорения электронов в атмосферу в результате взаимодействия волн и частиц.

Ионосферное сопротивление имеет сложную природу и приводит к протеканию вторичного тока Холла . По странному повороту физики магнитное возмущение на Земле, вызванное основным током, почти нейтрализуется, поэтому большая часть наблюдаемого эффекта полярных сияний обусловлена ​​вторичным током, авроральной электроджетой . Индекс авроральной электроджеты (измеряется в нанотеслах) регулярно рассчитывается на основе наземных данных и служит общей мерой авроральной активности. Кристиан Биркеланд [57] пришли к выводу, что токи текут в направлении восток-запад вдоль авроральной дуги, и такие токи, текущие от дневной стороны к (приблизительно) полуночи, позже были названы «авроральными электроджетами» (см. также Токи Биркеланда ). Ионосфера может способствовать формированию авроральных дуг через нестабильность обратной связи в условиях высокого сопротивления ионосферы, наблюдаемую в ночное время и в темном зимнем полушарии. [58]

Взаимодействие солнечного ветра с Землей

[ редактировать ]

Земля постоянно погружена в солнечный ветер — поток намагниченной горячей плазмы (газа свободных электронов и положительных ионов), испускаемой Солнцем во всех направлениях, в результате двухмиллионной температуры внешнего слоя Солнца, корона . Солнечный ветер достигает Земли со скоростью около 400 км/с и плотностью около 5 ионов/см. 3 и интенсивность магнитного поля около 2–5 нТл (для сравнения, поле поверхности Земли обычно составляет 30 000–50 000 нТл). во время магнитных бурь В частности, потоки могут быть в несколько раз быстрее; межпланетное магнитное поле (ММП) также может быть намного сильнее. Джоан Фейнман в 1970-х годах пришла к выводу, что долгосрочные средние значения скорости солнечного ветра коррелируют с геомагнитной активностью. [59] Ее работа основывалась на данных, собранных космическим кораблем Explorer 33 .

Солнечный ветер и магнитосфера состоят из плазмы (ионизированного газа), проводящей электричество. Хорошо известно (со времен работы Майкла Фарадея что когда электрический проводник помещается в магнитное поле, а относительное движение происходит в направлении, в котором проводник пересекает ( или пересекает около 1830 г.) , ), а не вдоль , линии магнитного поля в проводнике индуцируется электрический ток. Сила тока зависит от а) скорости относительного движения, б) напряженности магнитного поля, в) количества соединенных вместе проводников и г) расстояния между проводником и магнитным полем, при этом от направления потока зависит от направления относительного движения. Динамо-машины используют этот основной процесс (« эффект динамо »), при этом все проводники, твердые или иные, подвергаются такому воздействию, включая плазму и другие жидкости.

ММП зарождается на Солнце, связанном с солнечными пятнами , а его силовые линии (силовые линии) вытягиваются солнечным ветром. Уже одно это могло бы выровнять их в направлении Солнце-Земля, но вращение Солнца поворачивает их к Земле примерно на 45 градусов, образуя спираль в плоскости эклиптики, известную как спираль Паркера . Таким образом, линии поля, проходящие через Землю, в любой момент времени обычно связаны с линиями вблизи западного края («лимба») видимого Солнца. [60]

Солнечный ветер и магнитосфера, представляющие собой две электропроводящие жидкости, находящиеся в относительном движении, в принципе должны быть способны генерировать электрические токи за счет действия динамо-машины и передавать энергию от потока солнечного ветра. Однако этому процессу препятствует тот факт, что плазма легко проводит ток вдоль силовых линий магнитного поля, но с трудом перпендикулярно им. Энергия более эффективно передается за счет временной магнитной связи между силовыми линиями солнечного ветра и магнитосферы. Неудивительно, что этот процесс известен как магнитное пересоединение . Как уже упоминалось, это происходит чаще всего, когда межпланетное поле направлено на юг, в том же направлении, что и геомагнитное поле во внутренних областях как северного магнитного полюса , так и южного магнитного полюса .

Полярные сияния встречаются чаще и ярче во время интенсивной фазы солнечного цикла, когда корональные выбросы массы увеличивают интенсивность солнечного ветра. [61]

Магнитосфера

[ редактировать ]
Земли Схема магнитосферы

Земли Магнитосфера формируется под воздействием солнечного ветра на магнитное поле Земли. Это образует препятствие потоку, отклоняя его на среднее расстояние около 70 000 км (11 радиусов Земли или Re), [62] создавая головную ударную волну на расстоянии от 12 000 до 15 000 км (от 1,9 до 2,4 Re) дальше вверх по течению. Ширина магнитосферы по ряду с Землей обычно составляет 190 000 км (30 Re), а на ночной стороне длинный «хвост магнитосферы» из вытянутых силовых линий простирается на большие расстояния (> 200 Re).

Магнитосфера высоких широт заполняется плазмой, когда солнечный ветер проходит мимо Земли. Поток плазмы в магнитосферу увеличивается с дополнительной турбулентностью, плотностью и скоростью солнечного ветра. Этому потоку благоприятствует южный компонент ММП, который затем может напрямую соединяться с высокоширотными силовыми линиями геомагнитного поля. [63] Схема течения магнитосферной плазмы в основном направлена ​​от хвоста магнитосферы к Земле, вокруг Земли и обратно в солнечный ветер через магнитопаузу на дневной стороне. Помимо движения перпендикулярно магнитному полю Земли, некоторая часть магнитосферной плазмы движется вниз вдоль силовых линий магнитного поля Земли, получает дополнительную энергию и теряет ее в атмосферу в авроральных зонах. Острия магнитосферы, отделяющие линии геомагнитного поля, проходящие через Землю, от тех, которые закрываются удаленно, позволяют небольшому количеству солнечного ветра напрямую достигать верхних слоев атмосферы, создавая полярное сияние.

26 февраля 2008 года зонды THEMIS впервые смогли определить пусковое событие начала магнитосферных суббурь . [64] Два из пяти зондов, расположенных примерно на трети расстояния до Луны, измеряли события, предполагающие событие магнитного пересоединения , за 96 секунд до усиления полярных сияний. [65]

Геомагнитные бури , вызывающие полярные сияния, могут чаще возникать в месяцы, близкие к равноденствиям . Это не совсем понятно, но геомагнитные бури могут меняться в зависимости от времени года на Земле. Два фактора, которые следует учитывать, — это наклон оси Солнца и Земли к плоскости эклиптики. Когда Земля вращается по орбите в течение года, она испытывает межпланетное магнитное поле (ММП) с разных широт Солнца, которое наклонено на 8 градусов. Аналогично, наклон оси Земли на 23 градуса, вокруг которого геомагнитный полюс вращается с суточными вариациями, меняет среднесуточный угол, который геомагнитное поле представляет с падающим ММП в течение года. Сочетание этих факторов может привести к незначительным циклическим изменениям в деталях связи МФМ с магнитосферой. В свою очередь это влияет на среднюю вероятность открытия двери [ разговорный язык ] с помощью которого энергия солнечного ветра может достичь внутренней магнитосферы Земли и тем самым усилить полярные сияния. Недавние данные 2021 года показали, что отдельные отдельные суббури на самом деле могут быть коррелирующими сетевыми сообществами. [66]

Ускорение авроральных частиц

[ редактировать ]

Подобно тому, как существует много типов полярных сияний, существует множество различных механизмов, которые ускоряют полярные частицы в атмосферу. Электронные сияния в зоне полярных сияний Земли (т.е. обычно видимые полярные сияния) можно разделить на две основные категории с разными непосредственными причинами: диффузные и дискретные полярные сияния. Диффузные полярные сияния кажутся наземному наблюдателю относительно бесструктурными, с нечеткими краями и аморфными формами. Дискретные полярные сияния состоят из отдельных элементов с четко выраженными краями, таких как дуги, лучи и короны; они также имеют тенденцию быть намного ярче, чем диффузное сияние.

Земли В обоих случаях электроны, которые в конечном итоге вызывают полярное сияние, начинаются как электроны, захваченные магнитным полем магнитосферы . Эти захваченные частицы отскакивают вперед и назад вдоль силовых линий магнитного поля , и их попадание в атмосферу предотвращает магнитное зеркало, образованное возрастающей напряженностью магнитного поля ближе к Земле. частицы Способность магнитного зеркала улавливать частицу зависит от питч-угла : угла между направлением ее движения и локальным магнитным полем. Полярное сияние создается в результате процессов, которые уменьшают угол наклона многих отдельных электронов, освобождая их из магнитной ловушки и заставляя их попадать в атмосферу.

В случае диффузных полярных сияний питч-углы электронов изменяются в результате их взаимодействия с различными плазменными волнами . волн и частиц Каждое взаимодействие по существу представляет собой рассеяние ; энергия электрона после взаимодействия с волной аналогична его энергии до взаимодействия, но направление движения изменено. Если конечное направление движения после рассеяния близко к силовой линии (в частности, если оно попадает в конус потерь ), то электрон попадет в атмосферу. Диффузные полярные сияния вызваны коллективным эффектом множества таких рассеянных электронов, попадающих в атмосферу. Этот процесс опосредован плазменными волнами, которые становятся сильнее в периоды высокой геомагнитной активности , что приводит к усилению диффузных полярных сияний в это время.

В случае дискретных полярных сияний захваченные электроны ускоряются по направлению к Земле электрическими полями, которые формируются на высоте около 4000–12 000 км в «области аврорального ускорения». Электрические поля направлены от Земли (т.е. вверх) вдоль линии магнитного поля. [67] Электроны, движущиеся вниз через эти поля, получают значительное количество энергии (порядка нескольких кэВ ) в направлении вдоль силовой линии магнитного поля к Земле. Это продольное ускорение уменьшает угол наклона для всех электронов, проходящих через эту область, в результате чего многие из них попадают в верхние слои атмосферы. В отличие от процесса рассеяния, приводящего к диффузным полярным сияниям, электрическое поле увеличивает кинетическую энергию всех электронов, проходящих вниз через область ускорения, на одну и ту же величину. Это ускоряет электроны, начиная с магнитосферы с изначально низкими энергиями (десятки эВ или меньше), до энергий, необходимых для создания полярного сияния (100 эВ или больше), позволяя этому большому источнику частиц способствовать созданию полярного сияния.

Ускоренные электроны переносят электрический ток вдоль силовых линий магнитного поля ( ток Биркеланда ). Поскольку электрическое поле направлено в том же направлении, что и ток, происходит чистое преобразование электромагнитной энергии в энергию частиц в области аврорального ускорения ( электрическая нагрузка ). Энергия для питания этой нагрузки в конечном итоге подается намагниченным солнечным ветром, обтекающим препятствие магнитного поля Земли, хотя то, как именно эта энергия течет через магнитосферу, все еще является активной областью исследований. [68] Хотя энергия для питания полярного сияния в конечном итоге поступает от солнечного ветра, сами электроны не попадают напрямую от солнечного ветра в авроральную зону Земли; Линии магнитного поля из этих областей не соединяются с солнечным ветром, поэтому для электронов солнечного ветра нет прямого доступа.

Некоторые полярные сияния также создаются электронами, ускоренными дисперсионными альфвеновскими волнами . На малых длинах волн, поперечных фоновому магнитному полю (сравнимых с инерционной длиной электрона или гирорадиусом иона ), альфвеновские волны создают значительное электрическое поле, параллельное фоновому магнитному полю. Это электрическое поле может ускорять электроны до энергии в кэВ , что важно для образования авроральных дуг. [69] Если скорость электронов близка к фазовой скорости волны, они ускоряются аналогично тому, как серфер ловит океанскую волну. [70] [71] Это постоянно меняющееся волновое электрическое поле может ускорять электроны вдоль силовой линии, в результате чего некоторые из них попадают в атмосферу. Электроны, ускоренные этим механизмом, имеют тенденцию иметь широкий энергетический спектр, в отличие от резко остроконечного энергетического спектра, типичного для электронов, ускоренных квазистатическими электрическими полями.

Помимо дискретных и диффузных электронных сияний, протонные сияния возникают при столкновении протонов магнитосферы с верхними слоями атмосферы. В результате взаимодействия протон приобретает электрон, и образующийся нейтральный атом водорода испускает фотоны. Получающийся свет слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом. Другие полярные сияния, не охваченные приведенным выше обсуждением, включают трансполярные дуги (образующиеся к полюсу от авроральной зоны), полярные сияния (образующиеся в двух небольших высокоширотных областях на дневной стороне) и некоторые внеземные полярные сияния.

Исторически значимые события

[ редактировать ]

Обнаружение в 2017 году японского дневника 1770 года , изображающего полярные сияния над древней японской столицей Киото, позволило предположить, что шторм мог быть на 7% сильнее, чем событие Кэррингтона , которое затронуло телеграфные сети. [72] [73]

Полярные сияния, возникшие в результате события Кэррингтона 28 августа и 2 сентября 1859 года, считаются самыми зрелищными в новейшей истории. В докладе Королевскому обществу от 21 ноября 1861 года Бальфур Стюарт описал оба полярных сияния, задокументированные самозаписывающим магнитографом в обсерватории Кью , и установил связь между полярной бурей 2 сентября 1859 года и Кэррингтона вспышкой -Ходжсона, когда он заметил, что «не исключено, что в данном случае наше светило было взято с поличным ». [74] Второе событие полярного сияния, произошедшее 2 сентября 1859 года, было результатом (невидимого) выброса корональной массы, связанного с исключительно интенсивной солнечной вспышкой белого света Кэррингтона-Ходжсона 1 сентября 1859 года. Это событие вызвало настолько широко распространенные и необычайно яркие полярные сияния, что их видели и о них сообщалось в опубликованных научных измерениях, судовых журналах и газетах в Соединенных Штатах, Европе, Японии и Австралии. сообщила Газета «Нью-Йорк Таймс» , что в Бостоне в пятницу, 2 сентября 1859 года, полярное сияние было «настолько ярким, что примерно в час дня при свете можно было прочитать обычный шрифт». [75] Один час по восточному стандартному времени в пятницу, 2 сентября, должен был быть 6:00 по Гринвичу; самозаписывающийся магнитограф в обсерватории Кью регистрировал геомагнитную бурю , длительность которой на тот момент составляла один час, с полной интенсивностью. Между 1859 и 1862 годами Элиас Лумис опубликовал серию из девяти статей о Великой выставке полярных сияний 1859 года в Американском журнале науки , где он собрал всемирные отчеты о полярных сияниях. [10]

Считается, что это полярное сияние было вызвано одним из самых интенсивных корональных выбросов массы в истории. Примечательно оно и тем, что впервые были однозначно связаны явления авроральной активности и электричества. Это понимание стало возможным не только благодаря научным измерениям магнитометра той эпохи, но и в результате того, что значительная часть из 125 000 миль (201 000 км) телеграфных линий, находившихся тогда в эксплуатации, была значительно повреждена на многие часы во время шторма. Однако некоторые телеграфные линии, похоже, имели подходящую длину и ориентацию, чтобы создавать достаточный геомагнитно-индуцированный ток из электромагнитного поля , чтобы обеспечить непрерывную связь с отключенными источниками питания телеграфного оператора. [76] Следующий разговор произошел между двумя операторами Американской телеграфной линии между Бостоном и Портлендом, штат Мэн , в ночь на 2 сентября 1859 года и был опубликован в газете Boston Traveller :

Оператор из Бостона (оператору из Портленда): «Пожалуйста, полностью отключите аккумулятор [источник питания] на пятнадцать минут».
Портлендский оператор: «Сделаю так. Сейчас он отключен».
Бостон: «Мой отключен, и мы работаем с полярным током. Как вы восприняли мое письмо?»
Портленд: «Лучше, чем при включенных батареях. Ток приходит и уходит постепенно».
Бостон: «Мой ток временами очень сильный, и мы можем работать лучше без батарей, поскольку полярное сияние, кажется, поочередно нейтрализует и усиливает наши батареи, время от времени делая ток слишком сильным для наших магнитов реле. Предположим, мы работаем без батарей, пока мы затронуты этой бедой».
Портленд: «Очень хорошо. Могу ли я продолжить дело?»
Бостон: «Да. Давай».

Разговор продолжался около двух часов, вообще не используя заряд батареи и работая исключительно на токе, индуцированном полярным сиянием, и было сказано, что это был первый зарегистрированный случай, когда таким образом было передано более одного или двух слов. . [75] Такие события привели к общему выводу, что

Эффект Авроры на электрический телеграф обычно заключается в увеличении или уменьшении электрического тока, генерируемого при работе проводов. Иногда он полностью нейтрализует их, так что в них фактически не обнаруживается никакой жидкости [тока]. Северное сияние, по-видимому, состоит из массы электрического вещества, во всех отношениях напоминающего то, что генерируется электрической гальванической батареей. Токи от него меняются, приходя по проводам, а затем исчезают: масса полярного сияния катится от горизонта к зениту. [77]

В очень редком событии в субботу, 11 мая 2024 года, северное сияние наблюдалось в пустынных районах Фердоуса , провинция Южный Хорасан на востоке Ирана. [78] [79] [80]

Исторические взгляды и фольклор

[ редактировать ]

Самая ранняя датируемая запись о полярном сиянии была записана в « Бамбуковых анналах» , исторической хронике истории древнего Китая, в 977 или 957 году до нашей эры. [81] Полярное сияние было описано греческим исследователем Пифеем в IV веке до нашей эры. [82] Сенека писал о полярных сияниях в первой книге своего Naturales Quaestiones , классифицируя их, например, как pithaei («бочкообразные»); часмата («пропасть»); pogoniae («бородатый»); cyparissae («похожие на кипарисы »); и описывая их разнообразные цвета. Он писал о том, находились ли они над облаками или под ними , и вспоминал, что при Тиберии над портовым городом Остией образовалось полярное сияние , которое было настолько интенсивным и красным, что когорта армии, расквартированная поблизости для пожарной службы, поскакала на помощь. . [83] Было высказано предположение, что Плиний Старший изобразил северное сияние в своей «Естественной истории» , когда он ссылается на трабе , хасму , «падающее красное пламя» и «дневной свет в ночи». [84]

Самое раннее изображение полярного сияния, возможно, было на кроманьонцев наскальных рисунках на севере Испании, датируемых 30 000 годом до нашей эры. [85]

Самое старое известное письменное упоминание о полярном сиянии содержится в китайской легенде, написанной около 2600 г. до н.э. Осенью около 2000 года до н.э. [86] Согласно легенде, молодая женщина по имени Фубао сидела одна в пустыне у залива, когда внезапно появилась «волшебная полоса света», подобная «движущимся облакам и текущей воде», превратившаяся в яркий ореол вокруг Большой Медведицы , которая низвергался бледно-серебряный блеск, освещая землю и заставляя формы и тени казаться живыми. Тронутая этим зрелищем, Фубао забеременела и родила сына, императора Сюаньюаня , известного в легендах как зачинатель китайской культуры и предок всего китайского народа. [ нужна ссылка ] В « Шаньхайцзин » существо по имени Шилун описывается как красное дракон, сияющее в ночном небе, с телом длиной в тысячу миль. В древние времена у китайцев не было четкого слова для обозначения полярного сияния, поэтому его называли в соответствии с различными формами полярного сияния, такими как «Небесная собака» ( 天狗 ), «Звезда-меч/нож» ( 刀星 ), «Знамя Чию» ( 蚩尤旗 ), «Открытые глаза неба» ( 天开眼 ) и «Звезды, подобные дождю» ( 星陨如雨 ). [ нужна ссылка ]

В японском фольклоре фазаны считались посланниками небес. Однако исследователи из Высшего университета перспективных исследований Японии и Национального института полярных исследований заявили в марте 2020 года, что хвосты красных фазанов, замеченные в ночном небе над Японией в 620 году нашей эры, могут быть красным полярным сиянием, возникшим во время магнитной бури. [87]

Австралийские аборигены ассоциировали полярные сияния (которые в основном расположены низко над горизонтом и преимущественно красного цвета) с огнем.

В традициях австралийских аборигенов Aurora Australis обычно ассоциируется с огнем. Например, народ Гундитджмара в западной Виктории называл полярные сияния puae buae («пепел»), в то время как народ Гунай в восточной Виктории воспринимал полярные сияния как лесные пожары в духовном мире. Жители Диери из Южной Австралии говорят, что полярное сияние — это кучи , злой дух, создающий большой пожар. Точно так же народ нгарринджери в Южной Австралии называет полярные сияния, наблюдаемые над островом Кенгуру , кострами духов в «Земле мертвых». Аборигены [ который? ] На юго-западе Квинсленда полагают, что полярные сияния — это огни Ула Пикка , призрачных духов, которые разговаривали с людьми через полярные сияния. Священный закон запрещал кому-либо, кроме старейшин мужского пола, наблюдать или интерпретировать послания предков, которые, по их мнению, были переданы через полярное сияние. [88]

У народа маори в Новой Зеландии полярное сияние или Тахунуи-а-ранги («большие факелы в небе») были зажжены предками, которые плыли на юг, в «землю льда» (или их потомками); [89] [90] Говорят, что эти люди были членами экспедиции Уи-те-Рангиоры, достигшей Южного океана . [89] примерно в VII веке. [91]

Аврора в виде лучистого венка на гербе Утсйоки.

В Скандинавии первое упоминание о norðrlós (северном сиянии) встречается в норвежской хронике Konungs Skuggsjá от 1230 года нашей эры. Летописец услышал об этом явлении от соотечественников, вернувшихся из Гренландии , и дает три возможных объяснения: что океан был окружен обширными пожарами; что солнечные вспышки могут распространяться по всему миру до его ночной стороны; или что ледники могут накапливать энергию и в конечном итоге становиться флуоресцентными . [92]

Уолтер Уильям Брайант писал в своей книге «Кеплер» (1920), что Тихо Браге «похоже, был чем-то вроде гомеопата , поскольку он рекомендует серу для лечения инфекционных заболеваний, «вызванных сернистыми парами северного сияния » ». [93]

В 1778 году Бенджамин Франклин в своей статье « Северное сияние, предположения и предположения по формированию гипотезы для ее объяснения» выдвинул теорию , что полярное сияние вызвано концентрацией электрического заряда в полярных регионах, усиленной снегом и влажностью воздуха: [94] [95] [96]

Не может ли тогда большое количество электричества, принесенное в полярные регионы облаками, которые там конденсируются, выпасть в снег, и тогда электричество попадет в землю, но не сможет проникнуть сквозь лед; не может ли он, говорю я (как перезаряженная бутылка), прорваться через эту нижнюю атмосферу и помчаться в вакууме по воздуху к экватору, расходясь по мере увеличения градусов долготы, отчетливо видимый там, где он наиболее плотный, и становящийся менее видимым по мере того, как он больше расходится; пока он не найдет проход на землю в более умеренном климате или не смешается с верхними слоями воздуха?

Наблюдения за ритмичным движением стрелок компаса под влиянием полярного сияния были подтверждены в шведском городе Уппсала Андерсом Цельсием и Улофом Хиортером . В 1741 году Хиортер смог связать большие магнитные колебания с наблюдаемым над головой полярным сиянием. Эти данные помогли поддержать их теорию о том, что «магнитные бури» ответственны за такие колебания компаса. [97]

Чёрча Картина 1865 года «Северное сияние».

разнообразные индейские Зрелище окружают мифы. Европейский исследователь Сэмюэл Хирн путешествовал с Чипевианом Дене в 1771 году и записал их взгляды на эд-тон («карибу»). По словам Хирна, жители дене увидели сходство между полярным сиянием и искрами, возникающими при карибу поглаживании меха . Они верили, что огни — это души их ушедших друзей, танцующие в небе, и когда они ярко сияли, это означало, что их умершие друзья были очень счастливы. [98]

Ночью после битвы при Фредериксбурге с поля боя было видно полярное сияние. Армия Конфедерации восприняла это как знак того, что Бог на их стороне, поскольку огни редко можно было увидеть так далеко на юге. Картина «Северное сияние» Фредерика Эдвина Чёрча широко интерпретируется как изображение конфликта Гражданской войны в США . [99]

Британский источник середины XIX века утверждает, что до XVIII века полярные сияния были редким явлением. [100] Он цитирует Галлея , который сказал, что до полярного сияния 1716 года ни одно такое явление не было зарегистрировано в течение более 80 лет, и ни одно из них не имело каких-либо последствий с 1574 года . 1716 г.; и то одно полярное сияние, зафиксированное в Берлинском сборнике за 1797 год, было названо очень редким событием. Было заявлено, что один из них, наблюдавшийся в 1723 году в Болонье, был первым, когда-либо замеченным там. Цельсий (1733 г.) утверждает, что до 1716 года старейшие жители Уппсалы считали это явление большой редкостью. Период примерно между 1645 и 1715 годами соответствует минимуму Маундера активности солнечных пятен.

В Роберта У. Сервиса сатирической поэме « Баллада о северном сиянии » (1908) старатель Юкона обнаруживает, что полярное сияние — это свечение радиевой шахты. Он заявляет о своем праве, а затем отправляется в город в поисках инвесторов.

В начале 1900-х годов норвежский учёный Кристиан Биркеланд заложил основы [ разговорный язык ] для современного понимания геомагнетизма и полярных сияний.

В саамской мифологии северное сияние возникает из-за того, что умершие, истекшие кровью, порезались, и их кровь пролилась на небо. Многие аборигенные народы Северной Евразии и Северной Америки разделяют схожие представления о северном сиянии как о крови умерших, причем некоторые считают, что оно вызвано брызгами крови мертвых воинов на небе, когда они играют в игры, катаются на лошадях или развлекаются в некоторых местах. другой путь. [ нужна ссылка ]

Внеземной рассвет

[ редактировать ]
Смотрите также: Магнитосфера Юпитера § Полярные сияния.
Юпитер, полярное сияние; крайнее левое яркое пятно магнитно соединяется с Ио ; пятна внизу изображения ведут к Ганимеду и Европе .
Полярное сияние высоко над северной частью Сатурна; снимок, сделанный космическим кораблем Кассини . В фильме показаны кадры 81 часа наблюдений за полярным сиянием Сатурна.

И Юпитер , и Сатурн имеют магнитные поля, которые сильнее, чем у Земли (напряженность экваториального поля Юпитера составляет 4,3 гаусса по сравнению с 0,3 гаусса у Земли), и оба имеют обширные радиационные пояса. Полярные сияния наблюдались на обеих газовых планетах, наиболее четко с помощью космического телескопа «Хаббл» , космических аппаратов «Кассини» и «Галилео» , а также на Уране и Нептуне . [101]

Похоже, что полярные сияния на Сатурне, как и на Земле, питаются солнечным ветром. Однако полярные сияния Юпитера более сложны. Главный овал полярных сияний Юпитера связан с плазмой, производимой вулканической луной Ио планеты , и переносом этой плазмы внутри магнитосферы . Неопределенная часть полярных сияний Юпитера питается солнечным ветром. Кроме того, спутники, особенно Ио, также являются мощными источниками полярных сияний. Они возникают из-за электрических токов вдоль силовых линий («выровненные по полю токи»), генерируемых механизмом динамо из-за относительного движения между вращающейся планетой и движущейся луной. Ио, имеющая активный вулканизм и ионосферу, является особенно сильным источником, а ее течения также генерируют радиоизлучения, которые изучаются с 1955 года. С помощью космического телескопа Хаббла наблюдались полярные сияния над Ио, Европой и Ганимедом.

Полярные сияния наблюдались также на Венере и Марсе . Венера не имеет магнитного поля, поэтому венерианские полярные сияния выглядят как яркие и рассеянные пятна различной формы и интенсивности, иногда распределенные по всему диску планеты. [102] Венерианское полярное сияние возникает, когда электроны солнечного ветра сталкиваются с ночной атмосферой.

Полярное сияние было обнаружено на Марсе 14 августа 2004 года прибором SPICAM на борту Mars Express . Полярное сияние располагалось на Терра Киммерия , в районе 177° восточной долготы, 52° южной широты. Общий размер эмиссионной области составлял около 30 км в поперечнике и, возможно, около 8 км в высоту. Анализируя карту магнитных аномалий земной коры, составленную на основе данных Mars Global Surveyor , ученые заметили, что область выбросов соответствовала области, где локализовано самое сильное магнитное поле. Эта корреляция указывала на то, что источником светового излучения был поток электронов, движущихся вдоль магнитных линий коры и возбуждающих верхнюю атмосферу Марса. [101] [103]

В период с 2014 по 2016 год кометные полярные сияния наблюдались на комете 67P/Чурюмова–Герасименко несколькими приборами космического корабля Розетта . [104] [105] Полярные сияния наблюдались в дальнем ультрафиолете . Наблюдения за комой выявили выбросы атомов водорода и кислорода, вызванные фотодиссоциацией (а не фотоионизацией , как в земных полярных сияниях) молекул воды в коме кометы. [105] За полярное сияние отвечает взаимодействие ускоренных электронов солнечного ветра с частицами газа в коме. [105] Поскольку у кометы 67P нет магнитного поля, полярное сияние рассеяно вокруг кометы. [105]

экзопланеты , такие как горячие Юпитеры Было высказано предположение, что , испытывают ионизацию в верхних слоях атмосферы и генерируют полярные сияния, изменяемые погодой, в их турбулентных тропосферах . [106] Однако в настоящее время не обнаружено полярного сияния на экзопланете.

Первые внесолнечные полярные сияния были обнаружены в июле 2015 года над коричневого карлика звездой LSR J1835+3259 . [107] Было обнаружено, что преимущественно красное полярное сияние в миллион раз ярче северного сияния в результате взаимодействия заряженных частиц с водородом в атмосфере. Было высказано предположение, что звездные ветры могут срывать материал с поверхности коричневого карлика для производства собственных электронов. Другое возможное объяснение полярных сияний заключается в том, что еще не обнаруженное тело вокруг карликовой звезды выбрасывает материал, как в случае с Юпитером и его спутником Ио. [108]

См. также

[ редактировать ]

Пояснительные примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Современные руководства по стилю рекомендуют писать названия метеорологических явлений , таких как северное сияние, без заглавной буквы. [2]
  2. ^ Название «полярные сияния» теперь является более распространенным в США во множественном числе; [ нужна ссылка ] однако слово «аврора» — это оригинальное латинское слово множественного числа, которое часто используется учеными. В некоторых контекстах полярное сияние - это неисчисляемое существительное, а многочисленные наблюдения называются «полярным сиянием».
  3. ^ Полярные сияния, наблюдаемые в северных широтах, вокруг Арктики, можно назвать северным сиянием или северным сиянием , а те, которые наблюдаются в южных широтах, вокруг Антарктики, известны как южное сияние или полярное сияние . Северное сияние и полярное сияние являются более общими эквивалентами этих терминов.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Южное сияние над Австралийской бухтой» . НАСА. Архивировано из оригинала 21 октября 2022 года . Проверено 12 сентября 2022 г.
  2. ^ «Руководство по стилю Университета Миннесоты» . .umn.edu. 18 июля 2007 года. Архивировано из оригинала 22 июля 2010 года . Проверено 5 августа 2010 г.
  3. ^ Луи, А., 2019. Изображение глобальных полярных сияний в космосе. Свет: Наука и приложения, 8 (1).
  4. ^ Сиско, Г.Л. (1986). «Историческая сноска о происхождении северного сияния» . История геофизики . Том. 2. С. 11–14. Бибкод : 1986HGeo....2...11S . дои : 10.1029/HG002p0011 . ISBN  978-0-87590-276-0 .
  5. ^ Гуидуччи, Марио; Галилей, Галилей (1619). ( Беседа о кометах на итальянском языке). Флоренция (Флоренция), Италия: Пьетро Чеккончелли. п. 39. Архивировано из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 31 июля 2019 г. На стр. 39 Галилей объясняет, что полярные сияния возникают из-за отражения солнечного света от тонких высоких облаков. Из стр. 39: «...многие из вас не раз видели небо ночью, в северных частях, освещенное так, что оно не уступает по ясности ни белейшему Авроре, ни далекому восходу Солнца. Солнце; эффект, который, по моему мнению, происходит ни от чего иного, как от того, что часть парообразного воздуха, окружающего Землю, по какой-то причине истончилась больше, чем обычно, и сублимировалась гораздо больше, чем обычно, преодолев конус; земной тени, так что, поскольку ее верхняя часть была ранена Солнцем, она смогла отразить его великолепие и сформировать это северное сияние». («...многие из вас не раз видели небо в ночные часы, местами ближе к северу, освещенное так, что чистое [небо] не уступает более яркому сиянию, вдали от восход солнца; тень Земли, так что ее верхняя часть, пораженная солнечным светом, смогла отразить ее великолепие и образовать это северное сияние».)
  6. ^ Харпер, Дуглас (ред.). «Аврора» . Интернет-словарь этимологии . Архивировано из оригинала 2 января 2019 года . Проверено 14 февраля 2019 г.
  7. ^ «Одиссея Гомера около 500 г. до н. э. (перевод Сэмюэля Батлера, 1900 г.); онлайн в Архиве интернет-классики (получено 15 февраля 2021 г.)» . 1993. Архивировано из оригинала 22 апреля 2021 года . Проверено 16 февраля 2021 г.
  8. ^ Перейти обратно: а б Фельдштейн, Ю.И. (2011). «Четверть века с авроральным овалом». ЭОС . 67 (40): 761. Бибкод : 1986EOSTr..67..761F . дои : 10.1029/EO067i040p00761-02 .
  9. ^ Брузек, А.; Даррант, CJ (2012). Иллюстрированный словарь солнечной и солнечно-земной физики . Springer Science & Business Media. п. 190. ИСБН  978-94-010-1245-4 . Архивировано из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 30 августа 2017 г.
  10. ^ Перейти обратно: а б Видеть:
  11. ^ Фриц, Герман (1881). Северное сияние [ Аврора ]. Международная научная библиотека (на немецком языке). Том 49. Лейпциг, Германия: Ф.А. Брокгауз. Архивировано из оригинала 28 августа 2021 года . Проверено 31 июля 2019 г.
  12. ^ Тромхольт, Софус (1881). «О периодах северного сияния / Sur les périodes de l'aurore Boreal [О периодах северного сияния]». Метеорологический ежегодник за 1880 г. Часть 1 (на датском и французском языках). Копенгаген, Дания: Датский метеорологический институт. стр. I–LX.
  13. ^ Остгаард, Н.; Менде, СБ; Фрей, Хьюстон; Сигварт, Дж.Б.; Оснес, А.; Вейганд, Дж. М. (2007). «Исследование аврорального сопряжения на основе глобальных изображений». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 69 (3): 249. Бибкод : 2007JASTP..69..249O . дои : 10.1016/j.jastp.2006.05.026 .
  14. ^ «Южное сияние в Уругвае: фотографы фиксируют «историческое» событие, а астрономы объясняют, почему оно произошло» . The Observer (Уругвай) . Проверено 13 мая 2024 г.
  15. ^ Фрей, Ху (2007). «Локализованное сияние за пределами аврорального овала» . Обзоры геофизики . 45 (1): RG1003. Бибкод : 2007RvGeo..45.1003F . дои : 10.1029/2005RG000174 .
  16. ^ Стэмпер, Дж.; Локвуд, М.; Уайлд, Миннесота (декабрь 1999 г.). «Солнечные причины долгосрочного увеличения геомагнитной активности» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 104 (A12): 28, 325–28, 342. Бибкод : 1999JGR...10428325S . дои : 10.1029/1999JA900311 . Архивировано (PDF) из оригинала 30 апреля 2019 г. Проверено 7 декабря 2019 г.
  17. ^ Папиташвили, В.О.; Папиташва, Н.Е.; Кинг, Дж. Х. (сентябрь 2000 г.). «Влияние солнечного цикла на планетарную геомагнитную активность: анализ 36-летнего набора данных OMNI» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 27 (17): 2797–2800. Бибкод : 2000GeoRL..27.2797P . дои : 10.1029/2000GL000064 . hdl : 2027.42/94796 . Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 20 апреля 2018 г.
  18. ^ Остгаард, Н. (2003). «Наблюдения несопряженных тета-полярных сияний» . Письма о геофизических исследованиях . 30 (21): 2125. Бибкод : 2003GeoRL..30.2125O . дои : 10.1029/2003GL017914 .
  19. ^ «Северное сияние» . Путеводитель по Гейрангеру . Архивировано из оригинала 1 марта 2024 года . Проверено 1 марта 2024 г.
  20. ^ Стермер, Карл (1946). «Частота 12 330 измеренных высот полярных сияний на юге Норвегии в 1911–1944 годах». Земной магнетизм и атмосферное электричество . 51 (4): 501–504. Бибкод : 1946TeMAE..51..501S . дои : 10.1029/te051i004p00501 .
  21. ^ Кларк, Стюарт (2007). «Астрономический огонь: Ричард Кэррингтон и солнечная вспышка 1859 года». Стараться . 31 (3): 104–109. doi : 10.1016/j.endeavour.2007.07.004 . ПМИД   17764743 .
  22. ^ Чжу, Л.; Шунк, РВ; Сойка, Джей-Джей (1997). «Дуги полярной шапки: обзор». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 59 (10): 1087. Бибкод : 1997JASTP..59.1087Z . дои : 10.1016/S1364-6826(96)00113-7 .
  23. ^ Перейти обратно: а б А, Брекке; А, Эгеланд (1994). Северное сияние . Грондал и Дрейер, Осло. стр. 137. ISBN  978-82-504-2105-9 .
  24. ^ Перейти обратно: а б Яхнин, А.Г.; Сергеев В.А.; Гвоздевский Б.Б.; Веннерстрем, С. (1997). «Магнитосферная область источника дискретных полярных сияний, выведенная из их связи с границами изотропии энергичных частиц» . Анналы геофизики . 15 (8): 943. Бибкод : 1997АнГео..15..943Y . дои : 10.1007/s00585-997-0943-z .
  25. ^ Томсон, Э. (1917). «Выводы о полярных сияниях» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 3 (1): 1–7. Бибкод : 1917ПНАС....3....1Т . дои : 10.1073/pnas.3.1.1 . ПМЦ   1091158 . ПМИД   16586674 .
  26. ^ «Авроральные цвета и спектры» . Окна во Вселенную . Архивировано из оригинала 19 декабря 2014 года . Проверено 13 января 2014 г.
  27. ^ Перейти обратно: а б «Орбитальный аппарат НАСА MAVEN обнаружил ультрафиолетовое сияние на Марсе | Исследование космоса» . Sci-News.com. Архивировано из оригинала 25 июля 2015 года . Проверено 16 августа 2015 г.
  28. ^ «Северное сияние» . dapep.org. Архивировано из оригинала 19 апреля 2015 года . Проверено 16 августа 2015 г. [ нужны разъяснения ]
  29. ^ Т., Потемра; С.-И., Акасофу (1991). Магнитосферные суббури . Вашингтон, округ Колумбия: Американский геофизический союз. п. 5. ISBN  0-87590-030-5 .
  30. ^ «Взгляд на Аврору, часть 2: Что такое кеограмма?» . Авроразавр . 9 сентября 2020 года. Архивировано из оригинала 24 февраля 2022 года . Проверено 26 февраля 2022 г.
  31. ^ Партамиес, Н.; Уайтер, Д.; Кадокура, А.; Кауристи, К.; Тиссой, Х. Нессе; Массетти, С.; Стаунинг, П.; Райта, Т. (2017). «Возникновение и среднее поведение пульсирующих полярных сияний» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 122 (5): 5606–5618. Бибкод : 2017JGRA..122.5606P . дои : 10.1002/2017JA024039 . ISSN   2169-9402 . S2CID   38394431 . Архивировано из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 7 декабря 2019 г.
  32. ^ Гернетт, Д.А. (1974). «Земля как радиоисточник». Журнал геофизических исследований . 79 (28): 4227. Бибкод : 1974JGR....79.4227G . дои : 10.1029/JA079i028p04227 .
  33. ^ Андерсон, К.А. (1960). «Аэростатные наблюдения рентгеновских лучей в авроральной зоне». Журнал геофизических исследований . 65 (2): 551–564. Бибкод : 1960JGR....65..551A . дои : 10.1029/jz065i002p00551 .
  34. ^ «Полярные сияния издают странные звуки, и теперь мы знаем, почему» . 27 июня 2016 г. Архивировано из оригинала 27 июня 2016 г. Проверено 28 июня 2016 г.
  35. ^ "Новости: Исследователь-акустик нашел объяснение звукам полярного сияния" . 21 июня 2016 года. Архивировано из оригинала 1 июля 2016 года . Проверено 28 июня 2016 г.
  36. ^ Американский геофизический союз (20 августа 2018 г.). «Новый вид полярного сияния – это вообще не полярное сияние» . Физика.орг . Архивировано из оригинала 30 марта 2022 года . Проверено 21 августа 2018 г.
  37. ^ Эндрюс, Робин Джордж (3 мая 2019 г.). «Стив, странное «Аврора», оказался двумя небесными шоу в одном» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 4 мая 2019 года . Проверено 4 мая 2019 г.
  38. ^ Перейти обратно: а б Нисимура, Ю.; Галлардо-Лакур, Б.; Цзоу, Ю.; Мишин Е.; Кнудсен, диджей; Донован, Э.Ф.; Ангелопулос, В.; Рэйбелл, Р. (16 апреля 2019 г.). «Магнитосферные сигнатуры СТИВА: значение источника магнитосферной энергии и межполушарного сопряжения» . Письма о геофизических исследованиях . 46 (11): 5637–5644. Бибкод : 2019GeoRL..46.5637N . дои : 10.1029/2019GL082460 .
  39. ^ Липума, Лорен. «Ученые выяснили, что является причиной небесного явления СТИВ» . Новости АГУ . Американский геофизический союз. Архивировано из оригинала 4 мая 2019 года . Проверено 4 мая 2019 г.
  40. ^ Санер, Эмине (19 марта 2018 г.). « Стив: таинственное фиолетовое сияние, которое может соперничать с северным сиянием» . Хранитель . Архивировано из оригинала 22 марта 2018 года . Проверено 22 марта 2018 г.
  41. ^ Палмрот, М.; Грандин, М.; Хелин, М.; Коски, П.; Оксанен, А.; Рад, Массачусетс; Валонен Р.; Саари, К.; Брюус, Э.; Норберг, Дж.; Вильянен, А.; Кауристи, К.; Верронен, PT (2020). «Гражданские ученые открывают новую форму полярного сияния: дюны дают представление о верхних слоях атмосферы» . АГУ Прогресс . 1 . дои : 10.1029/2019AV000133 . hdl : 10138/322003 . S2CID   213839228 . Архивировано из оригинала 22 мая 2021 года . Проверено 22 мая 2021 г.
  42. ^ «Гражданские учёные открывают новую форму северного сияния» . физ.орг . Архивировано из оригинала 22 мая 2021 года . Проверено 22 мая 2021 г.
  43. ^ Перейти обратно: а б Гранден, Максим; Палмрот, Минна; Уиппс, Грэм; Каллиокоски, Милла; Ферье, Марк; Пакстон, Ларри Дж.; Млинчак, Мартин Г.; Хильска, Юкка; Холмсет, Кнут; Винорум, Кьетил; Уэнман, Барри (2021). «Крупномасштабное расследование событий в дюнах Полярное сияние с использованием фотографий гражданских ученых и наблюдений космических аппаратов» . АГУ Прогресс . 2 (2): EGU21-5986. Бибкод : 2021EGUGA..23.5986G . дои : 10.1029/2020AV000338 .
  44. ^ «Подтверждение аврорального явления» . физ.орг . Архивировано из оригинала 22 мая 2021 года . Проверено 22 мая 2021 г.
  45. ^ «Открытие полярных дюн: как одно привело к другому» . Авроразавр . Архивировано из оригинала 13 мая 2021 года . Проверено 22 мая 2021 г.
  46. ^ «Дюны Авроры», новые находки – новое посещение «дюн Авроры» . Ютуб . Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 года.
  47. ^ Бауэр, GE; Милан, ЮВ; Пакстон, LJ; Андерсон, Би Джей (май 2022 г.). «Статистика встречаемости конского ошейника Авроры» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 127 (5). Бибкод : 2022JGRA..12730385B . дои : 10.1029/2022JA030385 . HDL : 11250/3055028 . ISSN   2169-9380 . S2CID   248842161 . Архивировано из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 1 декабря 2022 г.
  48. ^ Дэвис, Нил (1992). Справочник наблюдателя за Авророй . Издательство Университета Аляски. стр. 117–124. ISBN  0-912006-60-9 .
  49. ^ Берч, Дж.Л. (1987). Акасофу С.И. и Ю. Камиде (ред.). Солнечный ветер и Земля . Д. Рейдель. п. 103. ИСБН  978-90-277-2471-7 .
  50. ^ Макилвейн, CE (1960). «Прямое измерение частиц, создающих видимые полярные сияния». Журнал геофизических исследований . 65 (9): 2727. Бибкод : 1960JGR....65.2727M . дои : 10.1029/JZ065i009p02727 .
  51. ^ Рейфф, PH; Коллин, Х.Л.; Крэйвен, доктор медицинских наук; Берч, Дж.Л.; Виннингем, доктор юридических наук; Шелли, Э.Г.; Фрэнк, Луизиана; Фридман, Массачусетс (1988). «Определение авроральных электростатических потенциалов с использованием распределения частиц на больших и малых высотах». Журнал геофизических исследований . 93 (A7): 7441. Бибкод : 1988JGR....93.7441R . дои : 10.1029/JA093iA07p07441 .
  52. ^ Брайант, округ Колумбия; Коллин, Х.Л.; Куртье, генеральный директор; Джонстон, AD (1967). «Доказательства дисперсии скоростей в авроральных электронах». Природа . 215 (5096): 45. Бибкод : 1967Natur.215...45B . дои : 10.1038/215045a0 . S2CID   4173665 .
  53. ^ «Ультрафиолетовые волны» . Архивировано из оригинала 27 января 2011 года.
  54. ^ «Одновременные наземные и спутниковые наблюдения изолированной протонной дуги на субавроральных широтах» . Журнал геофизических исследований. 2007. Архивировано из оригинала 5 августа 2015 года . Проверено 5 августа 2015 г.
  55. ^ Шилд, Массачусетс; Фриман, Дж.В.; Десслер, Эй Джей (1969). «Источник продольных токов в авроральных широтах». Журнал геофизических исследований . 74 (1): 247–256. Бибкод : 1969JGR....74..247S . дои : 10.1029/JA074i001p00247 .
  56. ^ Армстронг, Джей Си; Змуда, Эй Джей (1973). «Трехосные магнитные измерения продольных токов на высоте 800 километров в авроральной области: первые результаты». Журнал геофизических исследований . 78 (28): 6802–6807. Бибкод : 1973JGR....78.6802A . дои : 10.1029/JA078i028p06802 .
  57. ^ Биркеланд, Кристиан (1908). Норвежская экспедиция «Полярное сияние» 1902–1903 гг . Нью-Йорк: Христиания (Осло): H. Aschehoug & Co., с. 720. распродано, полный текст онлайн.
  58. ^ Похотелов Д.; Лотко, В.; Стрельцов, А.В. (2002). «Влияние сезонной асимметрии педерсеновской проводимости ионосферы на появление дискретных сияний» . Геофиз. Рез. Летт . 29 (10): 79-1–79-4. Бибкод : 2002GeoRL..29.1437P . дои : 10.1029/2001GL014010 . S2CID   123637108 .
  59. ^ Крукер, Нью-Йорк; Фейнман, Дж.; Гослинг, Джей Ти (1 мая 1977 г.). «О высокой корреляции между многолетними средними скоростями солнечного ветра и геомагнитной активностью» . Журнал геофизических исследований . 82 (13): 1933. Бибкод : 1977JGR....82.1933C . дои : 10.1029/JA082i013p01933 . Архивировано из оригинала 4 ноября 2016 года . Проверено 10 ноября 2017 г. .
  60. ^ Alaska.edu. Архивировано 20 декабря 2006 г. на Wayback Machine . Прогноз солнечного ветра с Университета Аляски. веб-сайта
  61. ^ «НАСА – НАСА и Всемирная книга» . НАСА.gov. 7 февраля 2011 года. Архивировано из оригинала 5 сентября 2005 года . Проверено 26 июля 2011 г.
  62. ^ Шу, Дж.-Х; Чао, Дж. К.; Фу, ХК; Рассел, Коннектикут; Песня, П.; Хурана, КК; Певец, HJ (май 1997 г.). «Новая функциональная форма для изучения управления солнечным ветром размером и формой магнитопаузы». Дж. Геофиз. Рез . 102 (А5): 9497–9511. Бибкод : 1997JGR...102.9497S . дои : 10.1029/97JA00196 .
  63. ^ Лайонс, LR; Ким, Х.-Дж.; Син, X .; Цзоу, С.; Ли, Д.-Ю.; Хайнзельман, К.; Николлс, MJ; Ангелопулос, В.; Ларсон, Д.; Макфадден, Дж.; Рунов А.; Форнакон, К.-Х. (2009). «Доказательства того, что колебания солнечного ветра существенно влияют на глобальную конвекцию и возникновение суббурь» . Дж. Геофиз. Рез . 114 (А11306): 1–14. Бибкод : 2009JGRA..11411306L . дои : 10.1029/2009JA014281 .
  64. ^ «НАСА – Спутники THEMIS обнаруживают, что вызывает извержения северного сияния» . НАСА.gov. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Проверено 26 июля 2011 г.
  65. ^ Ангелопулос, В.; Макфадден, JP; Ларсон, Д.; Карлсон, CW; Менде, СБ; Фрей, Х.; Фан, Т.; Сибек, генеральный директор; Глассмайер, К.-Х.; Остер, У.; Донован, Э.; Манн, ИК; Рэй, Эй Джей; Рассел, Коннектикут; Рунов А.; Чжоу, X.-Z.; Кепко, Л. (2008). «Пересоединение хвоста, вызывающее начало суббури» . Наука . 321 (5891): 931–5. Бибкод : 2008Sci...321..931A . дои : 10.1126/science.1160495 . ПМИД   18653845 . S2CID   206514133 .
  66. ^ Орр, Л.; Чепмен, Южная Каролина; Герлоев, Ю.В.; Го, В. (23 марта 2021 г.). «Структура сетевого сообщества суббурь с использованием магнитометров SuperMAG, Л. Орр, С. К. Чепмен, Дж. В. Герлоев и В. Го» . Природные коммуникации . 12 (1): 1842. doi : 10.1038/s41467-021-22112-4 . ПМЦ   7988152 . ПМИД   33758181 .
  67. ^ Теория ускорения параллельными электрическими полями подробно рассмотрена Лысак Р., Эхим М., Карлссон Т., Маргиту О., Рэнкин Р., Сонг Ю., Ватанабэ Т.Д. (2020). «Тихие дискретные авроральные дуги: механизмы ускорения» (PDF) . Обзоры космической науки . 216 (92): 92. Бибкод : 2020ССРв..216...92Л . дои : 10.1007/s11214-020-00715-5 . S2CID   220509575 . Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 1 июня 2021 г.
  68. ^ Обсуждение 8 теорий, используемых в 2020 году, а также нескольких теорий, которые больше не используются, можно найти в: Боровский Дж.Э., Бирн Дж., Эхим М.М., Фудзита С., Лысак Р.Л., Кнудсен Д.Д., Маргиту О., Отто А., Ватанабе Т.Х., Танака Т. (2020). «Спокойные дискретные авроральные дуги: обзор механизмов магнитосферных генераторов» (PDF) . Обзоры космической науки . 216 (92). дои : 10.1007/s11214-019-0619-5 . S2CID   214002762 . Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 1 июня 2021 г.
  69. ^ Похотелов, Д. (2002). Влияние активной авроральной ионосферы на взаимодействие магнитосферы и ионосферы (кандидатская диссертация). Дартмутский колледж. дои : 10.1349/ddlp.3332 .
  70. ^ Ричард Льюис (7 июня 2021 г.). «Физики определяют, как возникают полярные сияния» . Университет Айовы . Архивировано из оригинала 8 июня 2021 года . Проверено 8 июня 2021 г.
  71. ^ Шредер Дж.В., Хоуз Г.Г., Клетцинг К.А. и др. (7 июня 2021 г.). «Лабораторные измерения физики аврорального ускорения электронов альфвеновскими волнами» . Природные коммуникации . 12 (1): 3103. Бибкод : 2021NatCo..12.3103S . дои : 10.1038/s41467-021-23377-5 . ПМК   8184961 . ПМИД   34099653 .
  72. ^ Мороз, Наташа (4 октября 2017 г.). «Киотский дневник 1770 года» . Атлас Обскура . Архивировано из оригинала 13 октября 2017 года . Проверено 13 октября 2017 г.
  73. ^ Катаока, Рюхо; Ивахаси, Киёми (17 сентября 2017 г.). «Наклоненное зенитное сияние над Киото 17 сентября 1770 года: графическое свидетельство сильной магнитной бури» . Космическая погода . 15 (10): 1314–1320. Бибкод : 2017SpWea..15.1314K . дои : 10.1002/2017SW001690 .
  74. ^ Стюарт, Бальфур (1861). «О Великом магнитном возмущении с 28 августа по 7 сентября 1859 года, зафиксированном фотографиями обсерватории Кью» . Философские труды Лондонского королевского общества . 151 : 423–430 [428]. дои : 10.1098/rstl.1861.0023 . Архивировано из оригинала 28 августа 2021 года . Проверено 30 июля 2019 г.
  75. ^ Перейти обратно: а б Грин, Дж; Бордсен, С; Оденвальд, С; Скромный, Дж; Пазамичкас, К (2006). «Сообщения очевидца великой полярной бури 1859 года». Достижения в космических исследованиях . 38 (2): 145–154. Бибкод : 2006АдСпР..38..145Г . дои : 10.1016/j.asr.2005.12.021 . hdl : 2060/20050210157 .
  76. ^ Лумис, Элиас (январь 1860 г.). «Большая выставка полярных сияний с 28 августа по 4 сентября 1859 года – 2-я статья» . Американский журнал науки . 2-я серия. 29 : 92–97. Архивировано из оригинала 14 мая 2021 года . Проверено 30 июля 2019 г.
  77. ^ «Северное сияние и телеграф» . Британский колонист . Том. 2, нет. 56. Виктория, VI [остров Ванкувер, Британская Колумбия]: Amor De Cosmos. 19 октября 1859 г. с. 1, кол. 2. ISSN   0839-4229 . OCLC   1115103262 - через Интернет-архив.
  78. ^ «Когда солнечная буря окрасила небо Ирана и мира» . Зомит (на персидском языке). 13 мая 2024 г. Проверено 20 июля 2024 г.
  79. ^ «Как получилось, что северное сияние тоже увидели в Иране? + фото» . фа (на персидском языке ) Проверено 20 июля 2024 г.
  80. ^ «Северное сияние в пустынном небе Ирана» . BBC News на фарси (на персидском языке). 12 мая 2024 г. Проверено 20 июля 2024 г.
  81. ^ «Самое раннее известное сообщение об Авроре, найденное в древних китайских хрониках» . Новости СКИ . 12 апреля 2022 года. Архивировано из оригинала 5 июня 2022 года . Проверено 5 июня 2022 г.
  82. ^ Маклауд, Исследователи: Великие рассказы о приключениях и выносливости , стр. 21.
  83. ^ Кларк, Дж. (1910), Физическая наука во времена Нерона , стр. 39–41, Лондон: Macmillan, по состоянию на 1 января 2017 г.
  84. ^ Босток, Дж. и Райли, HT (1855), Естественная история Плиния , Vol. II, Лондон: Бон, по состоянию на 1 января 2017 г.
  85. ^ Ператт, Энтони Л. (2014). Физика плазменной Вселенной (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 357. дои : 10.1007/978-1-4614-7819-5 . ISBN  978-1-4614-7819-5 . Архивировано из оригинала 12 мая 2024 года . Проверено 18 марта 2024 г.
  86. ^ Администратор НАСА (7 июня 2013 г.). «История полярных сияний» . НАСА . Архивировано из оригинала 29 марта 2023 года . Проверено 22 мая 2022 г.
  87. ^ «Современная наука раскрывает древнюю тайну японской литературы» . физ.орг . 30 марта 2020 года. Архивировано из оригинала 1 апреля 2020 года . Проверено 3 апреля 2020 г. .
  88. ^ Хамахер, Д.В. (2013). «Полярное сияние в традициях австралийских аборигенов» (PDF) . Журнал астрономической истории и наследия . 16 (2): 207–219. arXiv : 1309.3367 . Бибкод : 2013JAHH...16..207H . дои : 10.3724/SP.J.1440-2807.2013.02.05 . S2CID   118102443 . Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2013 года . Проверено 19 октября 2013 г.
  89. ^ Перейти обратно: а б Стил, Фрэнсис; Андерсон, Атолл ; Баллантайн, Тони; Бенджамин, Джули; Бут, Дуглас; Брикелл, Крис; Гилдердейл, Питер; Хейнс, Дэвид; Либих, Сьюзен (2018). Новая Зеландия и море: исторические перспективы . Книги Бриджит Уильямс. п. 46. ​​ИСБН  978-0-947518-71-4 . Архивировано из оригинала 18 апреля 2024 года . Проверено 1 июня 2022 г.
  90. ^ Бест, Элсдон (1922). Астрономические знания маори, подлинные и эмпирические . Веллингтон: Музей Доминиона. п. 58. Архивировано из оригинала 13 сентября 2021 года . Проверено 13 сентября 2021 г. - через Университет Виктории в Веллингтоне.
  91. ^ Вехи, Присцилла М .; Скотт, Найджел Дж.; Беквит, Хасинта; Прайор Роджерс, Крыса; Гиллис, Тасман; Ван Уитрегт, Винсент; Крашилл, Ватен (2021). «Краткий обзор путешествий маори в Антарктиду» . Журнал Королевского общества Новой Зеландии . 52 (5): 587–598. дои : 10.1080/03036758.2021.1917633 .
  92. ^ «Норрскенская история» . Ирф.се. 12 ноября 2003 года. Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Проверено 26 июля 2011 г.
  93. ^ Уолтер Уильям Брайант, Кеплер . Компания Макмиллан (1920) п. 23 .
  94. ^ Оригинальный английский текст статьи Бенджамина Франклина о причинах полярных сияний доступен по адресу: Национальный архив США: Интернет-архив Founders , архивировано 31 июля 2019 года на Wayback Machine.
  95. ↑ Перевод статьи Франклина на французский язык был зачитан Французской королевской академии наук, а отрывок из нее был опубликован в: Франклин (июнь 1779 г.). « Извлечение предположений и догадок о причине северного сияния». Journal de Physique (на французском языке). 13 : 409–412. Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 года . Проверено 31 июля 2019 г.
  96. ^ Гудман, Н., изд. (2011). Гениальный доктор Франклин: Избранные научные письма Бенджамина Франклина . Филадельфия: Издательство Пенсильванского университета. п. 3. ISBN  978-0-8122-0561-9 .
  97. ^ Дж. Ошман (2016), Энергетическая медицина: научная основа (Elsevier, Эдинбург), стр. 275.
  98. ^ Хирн, Сэмюэл (1958). Путешествие в Северный океан: путешествие из форта принца Уэльского в Гудзоновом заливе в Северный океан в 1769, 1770, 1771, 1772 годах . Ричард Гловер (ред.). Торонто: Компания MacMillan в Канаде. стр. 221–222.
  99. ^ «Северное сияние | Смитсоновский музей американского искусства» . americanart.si.edu . Архивировано из оригинала 27 февраля 2024 года . Проверено 18 апреля 2024 г.
  100. ^ Национальная циклопедия полезных знаний, Том. II (1847), Лондон: Чарльз Найт, с. 496
  101. ^ Перейти обратно: а б «Портал ЕКА - Mars Express обнаруживает полярные сияния на Марсе» . Европейское космическое агентство. 11 августа 2004 г. Архивировано из оригинала 19 октября 2012 г. Проверено 5 августа 2010 г.
  102. ^ Филлипс, Дж.Л.; Стюарт, АИФ; Луман, Дж. Г. (1986). «Ультрафиолетовое сияние Венеры: наблюдения на длине волны 130,4 нм» . Письма о геофизических исследованиях . 13 (10): 1047–1050. Бибкод : 1986GeoRL..13.1047P . дои : 10.1029/GL013i010p01047 . ISSN   1944-8007 . Архивировано из оригинала 22 января 2021 года . Проверено 17 января 2021 г.
  103. ^ «Марсианский экспресс обнаружил на Марсе полярные сияния» . Вселенная сегодня . 18 февраля 2006 г. Архивировано из оригинала 10 февраля 2007 г. Проверено 5 августа 2010 г.
  104. ^ «Ультрафиолетовое сияние кометы Чури» . Портал . 21 сентября 2020 года. Архивировано из оригинала 16 января 2021 года . Проверено 17 января 2021 г.
  105. ^ Перейти обратно: а б с д Галанд, М.; Фельдман, PD; Бокеле-Морван, Д .; Бивер, Н.; Ченг, Ю.-К.; Ринальди, Дж.; Рубин, М.; Альтвегг, К .; Дека, Дж.; Бет, А.; Стивенсон, П. (21 сентября 2020 г.). «Дальнее ультрафиолетовое сияние выявлено на комете 67P/Чурюмова-Герасименко» . Природная астрономия . 4 (11): 1084–1091. Бибкод : 2020НатАс...4.1084Г . дои : 10.1038/s41550-020-1171-7 . hdl : 10044/1/82183 . ISSN   2397-3366 . S2CID   221884342 . Архивировано из оригинала 9 апреля 2022 года . Проверено 17 января 2021 г.
  106. ^ Хеллинг, Кристиана; Риммер, Пол Б. (23 сентября 2019 г.). «Молнии и зарядовые процессы в атмосферах коричневых карликов и экзопланет» . Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 377 (2154): 20180398.arXiv : 1903.04565 . Бибкод : 2019RSPTA.37780398H . дои : 10.1098/rsta.2018.0398 . ПМК   6710897 . ПМИД   31378171 .
  107. ^ О'Нил, Ян (29 июля 2015 г.). «Чудовищное полярное сияние обнаружено за пределами нашей Солнечной системы» . Открытие. Архивировано из оригинала 31 июля 2015 года . Проверено 29 июля 2015 г.
  108. ^ В. Чой, Чарльз (29 июля 2015 г.). «Первые обнаруженные инопланетные полярные сияния в 1 миллион раз ярче любого на Земле » space.com. Архивировано из оригинала 30 июля 2015 года . Проверено 29 июля 2015 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме Авроры .
В Wikiquote есть цитаты, связанные с Авророй .
В Wikivoyage есть путеводитель по северному сиянию .
В Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье:

Мультимедиа

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aurora&oldid=1237160849"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 82b9ebe15179568c673ee4bfbb744961__1722158220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/82/61/82b9ebe15179568c673ee4bfbb744961.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Aurora - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)