Аврора сияние — это полярное сияние: свечение разреженных слоев атмосферы, когда заряженные частицы от Солнца сталкиваются с атомами кислорода и молекулами азота. Свет возникает на высотах примерно от 100 км и выше, а не возле поверхности Земли. Это не рассвет и не отблеск города, а отдельное ночное явление.
Пик 25-го солнечного цикла пришелся на 2024–2025 годы, так что сильные геомагнитные бури и дальше время от времени смещают зону свечения дальше от полюсов. Для читателя это означает простую вещь: без актуального прогноза и темного неба ответ «будет ли видно сегодня» невозможно дать заранее, даже если в новостях упоминают вспышку на Солнце.
Далее разберем, что именно называют авророй, как появляется свет, от чего зависят цвет и форма, где явление бывает видимым и чем оно отличается от других огней в небе.
Что называют авророй?
Под словом «аврора» в запросе «аврора сияние» имеют в виду полярное сияние, а не бренд, город или утреннюю звезду. Латинское aurora означает «рассвет», но в астрономии это устоявшееся название ночного свечения у магнитных полюсов. Северное называют aurora borealis, южное — aurora australis. В русском языке оба варианта сводят к полярному сиянию.
Обычный рассвет — это рассеянный солнечный свет в нижних слоях атмосферы, когда Солнце еще за горизонтом. Аврора светит сама: атомы и молекулы отдают энергию, полученную от столкновения с частицами. Поэтому полосы могут появиться посреди ночи, двигаться и угасать за минуты, а не медленно разгораться с востока.
Невооруженным глазом явление часто выглядит бледнее, чем на снимках с длинной выдержкой. Зеленые «шторы» с арктических фотографий — типичный вид внутри аврорального овала, кольца вокруг магнитного полюса. С большего расстояния чаще видно только верхнюю, красноватую часть свечения.
Как возникает свечение в небе?
Солнце постоянно выбрасывает поток заряженных частиц — солнечный ветер. Во время вспышек и выбросов корональной массы этот поток становится плотнее и быстрее. Частицы, преимущественно электроны, попадают в верхнюю атмосферу Земли и там отдают энергию газам.
Магнитное поле направляет поток к полярным районам, поэтому сияние чаще всего видят не над экватором, а кольцом вокруг магнитных полюсов. Само столкновение происходит выше 100 км, где воздух уже очень разрежен. Электрон передает атому или молекуле часть энергии. Атом ненадолго переходит в возбужденное состояние, а затем возвращается в обычное и испускает фотон — квант света.
Одиночная вспышка почти незаметна. Когда столкновений много, отдельные вспышки складываются в дугу, луч или завесу. Яркость зависит от количества и энергии частиц, а не от погоды у земли. Облака на высоте нескольких километров сияние не создают и не усиливают: они его лишь закрывают.
Почему аврора бывает разных цветов и форм?
Цвет задают газ и высота, на которой он светится. Самый распространенный зеленый дает атомарный кислород примерно на 100–200 км: это линия около 557,7 нм, к которой ночное зрение человека особенно чувствительно. Тот же кислород выше, обычно более 200 км, может давать красный свет около 630 нм. Красное состояние «живет» дольше и успевает испустить фотон лишь там, где столкновений между частицами мало.
Синие, фиолетовые и розовые оттенки преимущественно дает азот. На нижнем крае завесы, ближе к 100 км и ниже, азот часто выглядит розово-лиловым. Если цвета накладываются, глаз или камера видят беловатый или малиновый тон. Это не другой газ, а смесь излучений.
| Цвет | Что преимущественно светит | Ориентировочная высота |
|---|---|---|
| Зеленый | Атомарный кислород | 100–200 км |
| Красный | Атомарный кислород | Более 200 км |
| Синий, фиолетовый | Азот | Около 100–200 км |
| Розовый, малиновый край | Азот и смесь линий | Нижний край, около 100 км и ниже |
Источник: NASA Science, обобщенные высоты авроральных излучений.
Форма зависит от того, как частицы входят в атмосферу и под каким углом мы смотрим. Спокойная дуга — самый простой вид. Лучи и складки появляются, когда поток неравномерный. «Корона» — это лучи, сходящиеся над головой, когда наблюдатель стоит почти под свечением. Сбоку та же структура выглядит завесой у горизонта.
На практике вид часто расходится с ожиданием. Человек видит прогноз с повышенным Kp, уезжает за город и ждет зеленых стен, как на снимках из Норвегии. На средних широтах во время умеренной бури над северным горизонтом остается тусклая красная полоса: это высотный кислород, видимый издалека. Зеленой завесы нет, потому что нижняя часть овала до этого места не дошла. Результат закономерен, а не «испорченное» сияние.
Где и когда можно увидеть полярное сияние?
Обычная зона — авроральный овал на высоких широтах, грубо между 60° и 75° магнитной широты. Ночью овал смещен в сторону ночной стороны Земли. Без бури из Украины, которая находится примерно между 44° и 52° северной широты, классические зеленые завесы не видны: овал остается далеко на севере.
Во время геомагнитной бури овал расширяется. Силу бури обозначают индексом Kp от 0 до 9 и шкалой G1–G5. Для средних широт Европы заметное свечение обычно требует сильной бури, часто Kp 7 и выше. В мае 2024 года буря уровня G5 сместила сияние на необычно низкие широты, и его фиксировали в разных странах Европы, в том числе в Украине. Это исключение, а не расписание.
Нужны ночь, чистое небо и минимум засветки. Полная Луна и фонари гасят слабый свет. Зимой ночь длиннее, но прогноз бури важнее времени года. Без свежего прогноза космической погоды сказать, будет ли сияние видно этой ночью, нельзя: вспышка на Солнце доходит до Земли за часы или несколько суток, и не каждая дает бурю.
Самое сильное возражение против ориентации на прогноз звучит так: если Kp высокий, сияние уже должно быть над головой. Факты этого не подтверждают. Индекс описывает возмущение магнитного поля в целом, а не яркость в конкретном городе. Облака, засветка и широта могут оставить небо пустым даже при Kp 6–7. И наоборот, высотная красная аврора иногда проступает над северным горизонтом там, где зеленых лучей нет.
Чем аврора отличается от других огней в небе?
Рассвет и заря при заходе Солнца держатся у горизонта, где Солнце скрылось, и не образуют вертикальных лучей посреди ночи. Лунный свет ровный и белый, без зеленых или фиолетовых полос. Засветка города обычно желтая или белая и привязана к фонарям, а не к северному горизонту.
Собственное свечение атмосферы, airglow, существует всегда, но очень слабое и равномерное. Серебристые облака — это ледяные частицы на высоте около 80 км, видимые летом в сумерках, с четкими волнистыми контурами. Они не движутся лучами и не меняют цвет с зеленого на красный за минуты.
Полярное сияние узнают по сочетанию признаков: ночь, связь с прогнозом бури, меняющиеся полосы или лучи и цвета кислорода и азота. Одно красное пятно возле города без этих признаков чаще оказывается засветкой или облаком, подсвеченным снизу.
Что еще спрашивают об авроре и полярном сиянии
Опасно ли полярное сияние для людей на земле?
Свет сам по себе не вредит: он возникает выше 100 км. Во время сильной бури возможны перебои радиосвязи и, реже, влияние на энергосети в высоких широтах. Для прохожего это не излучение, от которого нужно прятаться.
Почему на фото сияние ярче, чем невооруженным глазом?
Камера с выдержкой в несколько секунд собирает свет, который глаз за мгновение не накапливает. Зеленый кислород глаз еще различает, слабый красный — хуже. Если на снимке есть цвет, а в небе «ничего», это часто предел чувствительности зрения, а не монтаж.
Северное сияние и аврора — это разные явления?
Нет. Северное сияние — aurora borealis, южное — aurora australis. Механизм один: частицы и газы верхней атмосферы. Различаются только полушарие и то, с какой стороны овала смотрит наблюдатель.
Можно ли увидеть аврору днем?
Дневное небо перебивает слабое свечение. Аврору фиксируют приборами и из космоса круглосуточно, но глазом ее ищут ночью или в глубоких сумерках, когда Солнце далеко за горизонтом.
Гарантирует ли полная Луна, что сияния не будет?
Нет. Луна лишь повышает фон неба. Яркая завеса во время сильной бури остается видимой, слабое красное свечение у горизонта лунный свет может скрыть.
Как понять, стоит ли выходить смотреть
Если хотите лишь понять явление, прогноза достаточно из объяснения выше: без столкновения частиц с кислородом и азотом на высоте от примерно 100 км авроры нет, а цвет показывает, какой газ и на какой высоте светился.
Если планируете наблюдение, вечером проверьте прогноз геомагнитной активности на сайте Space Weather Prediction Center (NOAA) или в приложении, которое показывает Kp. Для широт Украины имеет смысл выходить только при сильной буре, ориентировочно Kp 7 и выше, и только если северный горизонт чистый. Выезд за город занимает от получаса; фонарик телефона на время адаптации глаз лучше выключить — зрение привыкает к темноте за 15–20 минут.
Если Kp ниже или небо в облаках, поездка ничего не добавит: нижняя зеленая часть овала до этих широт не доходит, а верхнюю красную закроют облака. Следующее окно появится только с новой бурей, а не «следующей ясной ночью» само собой.