Южное сияние¶

Южное сияние — светящееся свечение полярных областей неба, возникающее при взаимодействии заряженных частиц солнечного ветра с атмосферой Земли. В отличие от северного сияния (аврора borealis), южное сияние (аврора australis) наблюдается преимущественно в южных полярных районах планеты. Явление относится к классу полярных сияний и является одним из наиболее заметных проявлений солнечно-земной физики.

¶Физическая природа

Южное сияние возникает, когда потоки заряженных частиц — протонов и электронов, составляющих солнечный ветер, — попадают в магнитное поле Земли и направляются к магнитным полюсам. Проникая в верхние слои атмосферы на высотах от 80 до 600 км, частицы сталкиваются с атомами и молекулами кислорода и азота, передавая им энергию. Возбуждённые атомы излучают фотоны видимого диапазона, формируя характерные световые дуги, полосы и короны.

Цвет свечения определяется составом газа и высотой:

Зелёное свечение — наиболее распространённый цвет, обусловлен возбуждением атомарного кислорода на высотах около 100–200 км.
Красное свечение — атомарный кислород на высотах выше 200 км.
Сине-фиолетовые оттенки — ионизированный азот.

Интенсивность сияния зависит от солнечной активности: во время солнечных вспышек и выбросов корональной массы поток частиц усиливается, и сияние становится заметным на более низких широтах.

¶Наблюдение

Южное сияние видно в пределах овального региона вокруг южного магнитного полюса, известного как авроральный овал. Основные территории наблюдения:

Антарктида;
юг Австралии, Новой Зеландии, Тасмании;
южные области Аргентины и Чили (в частности, провинция Ушуая);
южные острова Тихого океана.

В России южное сияние практически не наблюдается, поскольку территория страны расположена в северном полушарии; ближайшие к нему точки — острова Южной Океании. Наиболее яркие проявления фиксируются в периоды солнечных максимумов, когда авроральный овал расширяется к экватору.

¶История изучения

Полярные сияния известны человеку с древности, однако научное изучение началось в XVIII–XIX веках. Термин «аврора» ввёл французский астроном Пьер Гассенди в 1621 году. В России первые систематические наблюдения северного сияния проводились Михаилом Ломоносовым, который в 1753 году представил работу «Рассуждение о большой комете 1744 года», где описал природу сияний как электрическое явление верхних слоёв атмосферы.

Южное сияние было впервые описано европейскими мореплавателями в XVI веке во время плаваний к южным широтам. В 1902 году французский физик Анри Беккерель предложил теорию, связывающую сияние с солнечной активностью. Окончательное объяснение природы явления было дано в XX веке после открытия магнитного поля Земли и изучения солнечного ветра: в 1950-х годах шведский физик Ханнес Альфвен разработал магнитогидродинамическую теорию, за которую получил Нобелевскую премию по физике в 1970 году.