Наукові новини, події на нічному небі та чудові фотографії – все в одному місці. Натисніть тут, щоб підписатися на нашу безкоштовну щоденну розсилку.
Коли сезон полярного сяйва?
Так, є сезон полярного сяйваякий щороку припадає на осіннє та весняне рівнодення. Така закономірність природи – полярні сяйва двічі на рік – відома вченим вже більше століття.
Ми знаємо, що бурі та сонячні спалахи викликають збурення магнітного поля Землі, які називаються геомагнітними бурями. І ми знаємо, що саме сонце має цикли, включаючи знаменитий 11-річний сонячний цикл. Схоже, що цей період досяг піку в кінці 2024 року, і сонце все ще відносно активне.
Але 11-річний період не є дворічним періодом. Чому геомагнітні бурі відбуваються двічі на рік?
Як виявилося, вся справа в магнетизмі, геометрії та в чомусь, що називається ефектом Рассела-Макферона.
Детальніше: Форми Аврори: дуги, вуалі, корони тощо
Сезон полярного сяйва: раннє дослідження
І це те, що природоохоронці навчилися давно. Алоїзіус Корті, англійський астроном-єзуїт, який вивчав сонце на початку минулого століття, опублікував першу помітну статтю про зв’язок між рівноденнями та полярними сяйвами в 1912 році.
Потім, у 1940 році, математик Сідні Чепмен і його німецький колега Юліус Бартельс включили ще один аргумент про сезон полярних сяйв, що відбувається раз на два роки, у свою класичну книгу «Геомагнетизм». Ця книга стала стандартним підручником із земного магнетизму протягом кількох десятиліть.
Пізніше сонячний фізик — Девід Гетевей з Центру космічних польотів імені Маршалла НАСА в Хантсвіллі, штат Алабама — створив оновлений графік, що показує ту саму сезонну картину. Сюжет Хетевея наведено нижче:
Ефект Рассела-Макферона
Протягом багатьох років вчені запропонували кілька моделей для пояснення дворічних коливань геомагнітних бур. Переконливе пояснення надали Крістофер Рассел і Роберт Макферрон, обидва з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Їх стаття 1973 року на цю тему називалася «Піврічна зміна геомагнітної активності».
Хоча їхня модель, яка пояснює сезонну зміну частоти полярних сяйв, не все досконало пояснила, вона показала фізичний зв’язок між геометрією магнітного поля Землі та магнітним полем від Сонця до Землі через сонячний вітер. А тому з 1973 р. термін Ефект Рассела-Макферона використовується для сезонних полярних сяйв.
Так у чому ж справа?
Компонент Bz. Ви знаєте, що магніт завжди має два полюси: північний полюс і південний полюс? Сонячні магнітні поля, які переносяться на Землю сонячним вітром, також мають північний і південний полюси. Рассел і Макферран показали, що «північно-південний» компонент магнітного поля Сонця, який сонячні фізики називають компонентом Bz, зростає і знижується протягом року таким чином, що відповідає вібрації земної осі. Вони показали, що ці зміни більші під час рівнодення. Геомагнітні бурі – і, отже, полярні сяйва – часто виникають, коли «північно-південний» компонент сонячного вітру протистоїть «північно-південному» компоненту власного магнітного поля Землі.
Це відбувається тому, що, як два протилежні стрижневі магніти притягують один одного, так само притягуються і протилежні компоненти Bz. Вони створюють отвір у магнітному полі Землі, що дозволяє сонячному вітру легше текти до магнітних полюсів Землі.
Коли це станеться, передбачувано, у нас буде полярне сяйво!
Перегляньте тут щоденні сонячні новини EarthSky.
Ефект рівності
Є ще один фактор, який посилює активність полярного сяйва під час рівнодення. Це називається вплив на власний капітал. Рівнодення просто означає, що відбувається в рівнодення.
Багато моделей, що конкурують з моделлю Рассела та Макферрана, засновані на ефекті еквівалентності. Він не такий сильний, як наведений вище ефект, але посилює зв’язок рівнодення та полярного сяйва.
Ось як це працює. У рівнодення магнітні полюси Землі (північний і південний) двічі на добу знаходяться під прямим кутом до сонячного вітру. У ці періоди сонячний вітер фактично сильний, посилюючи магнітні бурі. У міру зміни пір року полюси або спрямовані більше до сонця, або від нього, зменшуючи цей ефект.
Бачите, що ми маємо на увазі? Магнетизм … і геометрія об’єктів у просторі.
Ви бачите кольори полярного сяйва? Або вам потрібна камера?
Магнетизм і геометрія під час сезону полярних сяйв
Отже, є причина, чому полярні сяйва більш помітні навколо рівнодення. Дослідники вивчають це явище понад 100 років і досі вивчають його. Можливо, вони не згодні з усіма деталями, але вони погоджуються, що причина пов’язана з магнітними полями як Сонця, так і Землі в поєднанні з геометрією Сонце-Земля в певний час року, коли Земля рухається по своїй орбіті.
Як написав метеоролог Кертіс Гревенітц у статті WeatherWise для KTVH-News у Гелені, Монтана:
Не випадково ці два прекрасних явища пов’язані.
Фотографії Aurora від спільноти EarthSky
Більше фото полярного сяйва
Що це за дивні блоки полярного сяйва? Пояснення тут
До наших читачів і спільноти
Ми запрошуємо всіх наших читачів надсилати нам свої останні фотографії. Ми любимо їх бачити! Перегляньте нашу сторінку фотографій спільноти або надішліть свої власні тут.
Підсумок: навколо березневого та вересневого рівнодення щороку спостерігається сезон полярного сяйва, тому що магнітні поля Сонця та Землі працюють узгоджено з геометрією Сонце-Земля.
Перегляньте наші щоденні сонячні новини
більше:
Вражаючі фотографії полярного сяйва захоплюють «вогняне небо»
Скрізь Аврора!
Полярне сяйво 10-11 травня 2024 року здивувало мільйони людей! Фотографії тут
