30.08.2018

Полярное сияние оказалось не одним, а двумя явлениями

Коллективу исследователей из университета Калгари необычайно повезло. Они смогли заполучить в свои высокообразованные руки снимки одного и того же полярного сияния с земли и со спутников.

Выяснилась удивительная вещь: не всё, что светится в небе Арктики, является полярным сиянием.

Свечение в небе можно поделить уже, как минимум, на два разных вида небесных явлений – «Северное сияние» и «Стив».

Физики обнаружили, что механизм возникновения на небе стивов - окрашенных светящихся полос длиной до тысячи километров - принципиально отличается от механизма появления полярных сияний. Для этого ученые исследовали данные о стиве, описанном в 2008 году, - еще до того момента, когда стало понятно, что это другой тип свечений атмосферы. Вероятнее всего, свечение такого типа так же, как и полярное сияние, вызвано процессами в ионосфере Земли, но при этом оно не сопровождается сильным увеличением потока заряженных частиц, пишут ученые из университета Калгари в журнале Geophysical Research Letters.

В областях, расположенных вокруг магнитных полюсов Земли, часто можно наблюдать полярные сияния - свечение верхних слоев атмосферы, в которые попадают заряженные частицы солнечного ветра. В северном полушарии часто удавалось видеть и другое похожее явление - протяженные окрашенные полосы шириной около 20–30 километров и до тысячи километров в длину. Такие полосы были названы стивами (STEVE - Strong Thermal Emission Velocity Enhancement), то есть «сильное повышение скорости теплового излучения». Считалось, что стивы по своей природе похожи на полярные сияния, однако механизм их появления до сих пор подробно не описан.

Чтобы исследовать природу этого явления, группа физиков под руководством Беатрис Гальярдо-Лакур из Университета Калгари внимательно изучила стив, который наблюдался в Канаде 28 марта 2008 года.

На этот раз ученым удалось обнаружить запись стива, расположение которого на небе позволило получить такую информацию. Данные об этом сиянии 2008 года были получены с использованием наземных камер, а также с помощью двух спутниковых систем: спутникового комплекса THEMIS, запущенного НАСА, и системы погодных спутников POES, которую Национальное управление океанических и атмосферных исследований использовало для предсказания погоды.

Полученные данные подтвердили, что процессы, которые приводят к возникновению стивов, принципиально отличают их и от полярного сияния, и от собственного свечения атмосферы. Проанализировав количество протонов и электронов, попавших в ионосферу во время сияния, ученые обнаружили, что поток протонов все это время был практически нулевым, а все попавшие в атмосферу электроны имели довольно низкую энергию.

Ученые отмечают, что точный механизм свечения все еще остается непонятен, однако сейчас с уверенностью можно утверждать, что он сильно отличается от процессов, которые приводят к полярному сиянию. Для обозначения нового механизма авторы работы предложили использовать термин «skyglow» — небесное свечение. Вероятнее всего, связанные со скайглоу процессы, так же, как и в случае с полярным сиянием, происходят в ионосфере, однако детально их изучить предстоит в будущих работах.

Источники:

1. arctic-info.ru