Когда и куда смотреть
До самого последнего времени у астрономов не было никаких способов предсказывать начало полярных сияний. Все, что вы могли сделать, — это выходить ночью на улицу и проводить длительные часы в надежде, что вам повезет. Сегодня, однако, вы можете действовать более рационально.
Полярные сияния — достаточно постоянная особенность атмосферы высоких широт нашей планеты. Обычно сияния заключены в два больших тонких овала, расположенных на высоте около 110 км и центрированных относительно северного и южного магнитных полюсов Земли. Специализированные спутники регулярно получают фотографии этих овалов в виде колец света, "коронующих" полюса планеты.
На средних широтах, где живет большинство из нас, овалы полярных сияний, как правило, находятся слишком далеко по направлению к полюсу, и мы попросту не можем их видеть. Нам остается лишь просматривать вблизи полуночи северную сторону небосклона (для жителей северного полушария) в надежде увидеть слабое сияние, поднимающееся над горизонтом. Однако в периоды магнитных штормов овалы полярных сияний приближаются к экватору, и мы можем их видеть уже в вечерние часы и более высоко над горизонтом. Во время редких крупных штормов полярные сияния становятся видимыми даже в тропиках, а жители средних широт могут наблюдать их на южной стороне неба.
К счастью для современных наблюдателей полярных сияний наступление магнитного шторма можно спрогнозировать на один-два дня вперед. "Сигнал тревоги" — мощная солнечная вспышка вблизи центра диска Солнца или выброс корональных масс, направленный в сторону Земли. Следствием подобных событий является усиление "солнечного ветра", частицы которого, взаимодействуя с магнитным полем нашей планеты, и вызывают полярные сияния. В настоящее время за солнечными вспышками и выбросами корональных масс тщательно следит целая сеть профессиональных обсерваторий, и сообщения о них мгновенно передаются в сеть Интернет (см. адреса во врезке), так что у нас обычно имеется в запасе день-два для подготовки к наблюдениям.
Разнообразие форм
Многообразие форм полярных сияний поистине безгранично. Подобно снежинкам, среди них не бывает двух одинаковых. Поставленные в тупик этим обстоятельством, первые исследователи полярных сияний попытались взять ситуацию под контроль, вводя громоздкую и неудобную классификацию. Например, обозначение "a3p2mR2B3e" описывало яркое красно-зеленое многолучевое сияние со средней длины лучами, демонстрирующее горизонтальное движение и вспышечную активность!
В течение 25 лет, которые автор посвятил исследованию этого природного феномена, ему ни разу не довелось увидеть, чтобы столь неуклюжая классификация была бы хоть раз с успехом использована для научного анализа. К тому же, времена, когда наблюдениями полярных сияний занимались, главным образом, любители астрономии, прошли. Современные ученые полагаются больше на высокочувствительные фотографические или интерферометрические системы (часто покрывающие бошьшой диапазон широт), совместные наблюдения при помощи радаров и магнитометров, установленных на наземных обсерваториях и научных спутниках.
Тем не менее, краткий словарик, в котором были бы перечислены наиболее распространенные типы и формы сияний, иметь все же полезно. Ниже автор попробует привести описание некоторых терминов, наиболее часто используемых наблюдателями полярных сияний.
Форма
Полярные сияния принимают одну из пяти основных форм:
- Дуги — простые, слегка изогнутые полоски света
- Полосы (ленты) — непрерывный, но неправильный нижний край, характеризующиеся складками и изгибами.
- Пятно — небольшое изолированное свечение.
- Пелена — неоднородное свечение, покрывающее значительную часть неба.
- Лучи — световые лучи, следующие вдоль силовых линий магнитного поля Земли, чаще всего вертикальные.
Структура
Пять перечисленных выше форм могут иметь структуру одного из трех типов:
- Однородная — не имеющая никакой внутренней структуры.
- Полосчатая — состоящая из тонких неправильных линий и нитей.
- Лучевая — состоящая из хорошо выраженных лучей, более крупных, чем в предыдущем случае.
Следует отметить две очень красивые и часто встречающиеся комбинации: занавес — лучевые полосы, завернутые в многочисленные складки, и корона — группа лучей, сходящихся в одной точке, расположенной на большой высоте (это эффект перспективы, возникающий, когда наблюдатель смотрит точно вверх вдоль параллельно идущих силовых линий).
Поведение
Полярное сияние может быть статичным, а может претерпевать изменения своей формы или двигаться.
- Тихое — спокойное в течение достаточно долгого времени сияние, с редкими неповторяющимися изменениями.
- Пульсирующее — более или менее периодические изменения яркости сияния.
- Мерцающее — быстрые (5-10 раз в секунду) пульсации яркости.
- Пылающее — мощные вспышки яркости, возникающие в основании сияния и быстро поднимающиеся вверх.
Яркость
Для измерения яркости полярных сияний обычно используется Международный коэффициент яркости (International Brightness Coefficient, IBC), который может принимать значения от 0 до 4. Шкала IBC является логарифмической, таким образом, каждое следующее значение коэффициента означает в 10 раз большую яркость сияния.
- Ноль — невидимое невооруженным глазом сияние, определяется только с помощью инструментов.
- Один — яркость сияния сравнима с яркостью Млечного Пути; цвет сияния неразличим.
- Два — яркость сравнима с яркостью освещаемых лунным светом перистых облаков; цвет едва угадывается (обычно желтозеленый).
- Три — сияние подобно ярким перистым облакам или залитым лунным светом кучевым облакам; цвета хорошо видны.
- Четыре — яркость значительно выше, чем в предыдущем случае, настолько, что предметы могут отбрасывать тени; отлично видны цвета, многие из которых быстро переливаются.
Если вы можете видеть цвет полярного сияния, значит его IBC не менее двух. Если полярное сияние настолько ярко, что через него трудно увидеть звезды, значит его IBC равно трем или выше.
Автор надеется, что разъясненные в этой статье термины помогут вам правильно распознать и описать то явление, которому вы станете свидетелем. Поскольку Солнце сейчас подошло к максимуму своего 11-летнего цикла активности, этот и следующий годы обещают подарить нам прекрасную возможность насладиться зрелищем красочных полярных сияний, причем не только на высоких, но и на средних широтах. Так давайте воспользуемся этим шансом!
