Цветовете на небето

Аврора – Еос – Утринната зора – Сиянието ...светлината, предхождаща изгрева на на Слънцето.

Произходът на сиянието и утринната зора се крие на 149 милиона километра от Земята, тоест в Слънцето. Енергийните частици излъчвани от Слънцето пътуват в пространството и образуват слънчев вятър. Този вятър се движи към Земята със скорост между 300 и 1000 километра на секунда, носейки със себе си част от магнитното слънчево поле. Когато вятърът изкривява магнитното земно поле се създава магнитосфера с формата на комета пълна с плазма.

Магнитното земно поле играе ролята на преграда, защитавайки Земята от енергийните частици и от радиацията на слънчевия вятър. Голяма част от тези частици “се плъзгат” върху магнитосферата и преминават, но някои остават в плен. Електроните, хванати в магнитното земно поле се ускоряват по продължение на линиите на магнитното поле към полярните региони и там се “удрят” в атмосферата и образуват сияние. Сиянията могат да бъдат по-наситени, когато има магнитни бури, причинени от силната активност на слънчевите петна. При определянето интензитета на сиянията показва, че се формират най-често на височина 100 км над морското равнище. Обикновено могат да се наблюдават в районите, които са близо до двата полюса, но понякога случайно могат да бъдат видяни много по на юг до 40 градус географска ширина.

Частиците, които се движат към Земята удрят атмосферата около полюсите и образуват нещо като пръстен, наречен ovulum aurelium. Този пръстен е центриран върху магнитния полюс, който е различен от географския полюс и е с диаметър от 3000 км през спокойните периоди. Той нараства, когато магнитосферата е “обезпокоена”. Сияйният овал се намира обикновено между 60 и 70 градус северна или южна географска ширина . Формата на северното сияние всеки път е различна. Брилянтните арки и сноповете от сияйни лъчи се издигат от 100-я км над морското равнище и се издължават нагоре по продължение на магнитното поле стотици километри. Арките могат да са много малки с височина само 100 м, но могат и да се разтягат от хоризонт до хоризонт. Могат да бъдат почти неподвижни и после, в миг да се раздвижат и нагънат, подобно на перде, по което сме прокарали ръка. След полунощ сиянието може да приеме форма на различни петна всяко от тях често просветва на почти всеки 10 секунди и така до зазоряване. Голяма част от видимата светлина на сиянието е с жълто- зеленикав цвят, но понякога сноповете светлина могат да станат червени по върховете си и по продължение на краищата. В много редки случаи слънчевата светлина може да “удари” най-горните части на сноповете и по този начин да се създаде слаб син оттенък. Сиянието много рядко /един път на всеки 10 или повече години/ може да бъде кърваво червено от върховете до основите си. Освен, че произвеждат светлина, енергийните частици, които формират сиянието носят топлина. Тя се разпръсква като инфрачервена радиация или е отнасяна от силните ветрове в горните слоеве на атмосферата.

Химия на сиянието

Северното сияние снимано от космоса

Сиянието се състои от вътрешната реакция на частиците от висока енергия /обикновено електрони/ с неутро атоми на високата земна атмосфера. Частиците могат да възбудят /чрез колизия/ електроните с неутрална атомна валенция. Тези електрони се завръщат към тяхното първоначално състояние , излъчват междувременно фотони /слънчеви частици/. Този процес е подобен на разряда на плазмата в неоновите лампи.

Особените цветове на отделните сияния зависят от газовете, присъстващи в атмосферата, от тяхното електрическо състояние, от енергията на частиците, които се “удрят”в нея. Атомът на кислорода е отговорен за зеления цвят /с височина на вълната 557,7нанометра/, а молекулярният кислород е причина за червения цвят /630 нанометра/. Азотът причинява синия цвят.

Вариации на Слънцето и ефектите върху Земята

Слънцето е звезда с няколко доста вариращи характеристики, които се променят през различните периоди, като се почне от няколко часа и се стигне до стотици години. Направлението на междупланетното магнитното поле и скоростта на наситеност на слънчевия вятър зависят от активността на Слънцето. Те могат драстично да се променят за кратко време и да повлияят на геомагнитната активност. Когато последната се увеличава южните краища на северната атмосфера се движат към юг. Също и емисиите от материята на слънчевата корона причиняват по-големи овални сияния. Ако магнитното междупланетно поле е обърнато в направление противоположно на земното, прехвърлянето на енергия е по-голямо и следователно сиянието е по-ярко. “Нарушенията” в магнитосферата на земята се наричат геомагнитни бури. Те могат да произведат неочаквани промени във формата и в движението на сиянието и се наричат подбури на сиянието. Магнитните потоци на всички тези бури могат да причинят смущения на енертгийната електрическа мрежа и понякога допринасят за развалянето на някои апарати причинявайки blackout на големи пространства. Могат също да смутят радио комуникациите, осъществявани по сателитен път. Магнитните бури могат да продължат много часове, даже дни, а подбурите на сиянията могат да се появяват няколко пъти на ден. Всяка под буря е причина за стотици terajoule и от енергия, равна на консумираната енергия от целите Съединени щати за десет часа.

Утринната зора Аврора.

Феноменът наречен Северното сияние или Аврора очарова и в същото време изумява човечеството още от древни времена.

• Статии