Полярные сияния

Главная / Ключевые понятия /

Свечение высокоширотной ионосферы на высотах 100-150 км, возбуждаемое вторжением в атмосферу энергичных частиц и сопровождающее магнитные возмущения. Частицы, вторгающиеся в атмосферу и вызывающие свечение, обладают энергией порядка 1-10 кэВ, потоки вторгающихся частиц являются почти моноэнергичными.

Область, занимаемую полярными сияниями, определяют как овал полярных сияний или авроральный овал.

Фотографирование всей высокоширотной области с находящимися в ней полярными сияниями может быть выполнено с помощью спутников.

Типичной является следующая картина: на приполюсной стороне овала в вечернем, ночном и утреннем секторах видны вытянутые приблизительно вдоль параллелей тонкие ленты дискретных сияний. На дневной стороне дуги сияния веером расходятся (или наоборот сходятся) к полуденному приполюсному участку овала.

При наблюдении полярных сияний невооруженным глазом их цвет производит впечатление серебристо-белого. С возрастанием активности и увеличением свечения к этому белому цвету добавляется красный. Лучи сияния, характерные для яркого свечения, могут быть окрашены красным, как сверху, так и снизу. В спектре умеренных по яркости форм преобладает зеленая линия 557,7 нм, появление красного цвета сверху объясняется усилением линии (630,0 и 636,4)нм; все три линии принадлежат атомарному кислороду и связаны с переходами из метастабильных сосотояний O(1S) и (1D) с различными временами жизни. Для высвечивания красной линии требуется большее время, чем для высвечивания зеленой; красная линия поэтому наблюдается на больших высотах, где частота соударений ниже и где сияния возбуждаются более мягкими частицами. С увеличением жесткости вторгающихся частиц уменьшаются высоты сияний, появляются и усиливаются полосы свечения ионов молекулярного азота [(391,4 и 427,8) нм], спектр становится более сложным. Спектр сияний зависит от высоты свечения и от энергии вторгающихся частиц. В спектре сияний найдены и линии водорода (H_{\alpha} и H_{\alpha} ), такие сияния определяются как водородные. Линии водорода присутствуют в диффузном свечении вечернего сектора. Они связаны с вторжениями протонов и их последующей перезарядкой, приводящей к появлению возбужденных атомов водорода.

Еще одной особенностью полярных сияний является наличие у них сравнительно четкой нижней границы, расположенной чаще всего в узком интервале высот 100-110 км.