Астроном объяснил причину полярного сияния над Тюменью. Когда ждать новое?

Полярное сияние, которое наблюдали тюменцы в ночь с 5 на 6 ноября, подарило миллионы красивых фотографий. Красоту в небе видели не только в Тюмени, но и в других регионах России и мира. Астроном Виталий Угренинов из обсерватории «Старая башня» объяснил, с чем связано появление такого необычного явления и есть ли опасность для людей? Далее — от первого лица.

Ночь с 5 на 6 ноября 2023 года запомнится многим людям благодаря первому в жизни полярному сиянию, увиденному своими глазами, живьем, так сказать. В первую очередь это касается жителей средней полосы и южных регионов, так как для северян это явление вполне обычное. Многие думают, что полярные сияния возникают от магнитной бури. Это не так. Оба этих явления — следствие одной причины, удара солнечной плазмы по магнитосфере Земли. Поэтому магнитная буря может быть индикатором, но никак не причиной полярного сияния.

31 октября и 2 ноября Солнце произвело выбросы плазмы. Появились прогнозы, что они долетят до Земли 4–5 ноября и вызовут слабую магнитную бурю уровня G1. Всего уровней магнитных бурь пять — от G1 (слабая) до G5 (экстремальный геомагнитный шторм).

3 ноября на Солнце в результате вспышки и последующего отрыва протуберанца произошел еще один выброс, прилет которого прогнозировался на 6 ноября, причем в дневное (для нас) время. Первые сообщения о сияниях в средних широтах появились ночью с 4 на 5 ноября. Они фиксировались в основном фотографически — визуально были слабыми. Как выяснилось, это была прелюдия…

Днем 5 ноября появились оперативные прогнозы от энтузиастов-любителей, основанные на общедоступной информации от космических аппаратов и наземных магнетометров, что к Земле прибывает очень плотная и быстрая волна плазмы. Вопреки официальным прогнозам это произошло на 12 часов раньше и параметры выброса (скорость, плотность) были значительно выше. По всей видимости, выброс от 3 ноября догнал и ускорил первые порции плазмы и всё это превратилось в своеобразный «кумулятивный заряд».

Были даны экстренные оповещения в группах «AstroAlert | Наблюдательная астрономия» и «Охотники за сиянием (aurora hunters)» которые быстро распространились в регионы, где уже наступала ночь. Мы в свою очередь тоже подхватили эстафету и опубликовали сообщение о возможном полярном сиянии. В Тюмени стояла ясная погода и был шанс что-то увидеть.

Примерно с 21:30 пошли сообщения с фотографиями сияний. Сначала слабое свечение, потом всё ярче и ярче! На небе феерически переливались зеленые и красные оттенки! Вдоль федеральных трасс люди останавливались на обочинах и завороженно смотрели на это небесное светопреставление. В городах мешали фонари, но сияние было видно и там. Возможности современных смартфонов позволяли снимать даже на видео фантастические переливающиеся узоры в небе. Интернет взорвался тысячами публикаций с искренними эмоциями, фото и видео! Наши коллеги из группы AstroAlert собрали наиболее красивые фото в один альбом.

Солнечный ветер состоит в основном из электронов и заряженных атомов водорода и гелия (ионов). Представьте, что вы надули большой мыльный пузырь и подули на него сбоку. Пузырь деформируется, рябит, меняет форму. Вот наша магнитосфера чем-то похожа на такой пузырь. И когда на нее «дует» солнечный ветер, она так же деформируется, вытягивается, но не лопается. В это время на Земле происходят магнитные бури. Всё, что находится внутри магнитосферы (в том числе и мы с вами), испытывает переменное магнитное поле. В проводах и других металлических предметах наводится электромагнитная индукция. Могут возникнуть перебои в электроснабжении. Но это не объясняет сияний.

Сияния происходят, когда частицы солнечного ветра — те самые ионы и электроны — попадают внутрь магнитного поля и взаимодействуют с газами земной атмосферы. Кислород светится красным на высоте 200 км и зеленым на 100 км. Поэтому самые высотные — сияния красного цвета. Азот ниже 100 км светится фиолетовым. Сочетания этих цветов образуют изумительные оттенки!

В обычных условиях (когда не было мощных выбросов) солнечный ветер пробивается только к магнитным полюсам Земли, поэтому жители полярных регионов часто видят сияния. Но если прилетает «кумулятивный заряд» — плотное и быстрое облако заряженных частиц, сияние спускается гораздо ниже — до 50–40 широт, а то и дальше к экватору. В этот раз оно наблюдалось даже в Греции и Турции (38–36-я широта).

Магнитосфера под воздействием таких ударов колеблется значительно сильнее. По факту буря достигла уровня G3 — «сильная буря». В это время кто-то мог почувствовать недомогание. Резкие изменения магнитного поля действительно могут влиять на живые организмы. Люди реагируют по-разному. Часто большее значение имеет именно психологический эффект: когда человек знает, что буря будет. У него заболит всё даже в том случае, если по факту буря не состоялась. И наоборот, отсутствие симптомов при явной буре, о которой человеку неизвестно.

Все отмечают, что это сияние было насыщено красными оттенками. Даже опытные северные наблюдатели удивлялись, что не видели раньше такого красного сияния. Возможно, это связано с большой плотностью плазмы. Атмосфера выше 200 км довольно разрежена, поэтому ионы обычного солнечного ветра редко сталкиваются с молекулами кислорода на такой высоте. Взаимодействие начинается ниже (150–100 км), где атмосфера более плотная. Поэтому зеленые сияния наблюдаются чаще всего. Когда же прилетает очень насыщенное облако плазмы (как в этот раз), на редкие молекулы кислорода попадает много электронов и взаимодействие начинается уже в верхних слоях атмосферы, а сияние приобретает красные оттенки. Наблюдатели из южных регионов видят верхнюю часть сияния, нижняя для них скрыта за горизонтом, поэтому так много «красных» фото с юга России.

Никакого вреда здоровью полярные сияния не наносят. Природа позаботилась о людях — всё излучение поглощается атмосферой. Поэтому телескопы для изучения Солнца выводят в космос, где нет атмосферной защиты. А вот положительные эмоции, которые мы испытываем от этой красоты, наоборот, полезны!

Теперь все спрашивают, кода снова будет такая красота в небе. Как показал этот случай, что-то уверенное можно прогнозировать не ранее чем за несколько часов. Даже трехдневный прогноз не давал реальной картины по времени и мощности. А само событие по красоте и яркости сияний было рекордным за последние 20 лет. Например, магнитная буря 23–24 апреля была мощнее: ее уровень достигал G4 — «очень сильная буря». Но таких красивых и ярких сияний не было.

12–13 и 18–19 сентября были магнитные бури уровня G1 и G2 соответственно. Сияния тоже наблюдались, но не такие яркие. Кто-то специально выезжал за город, но ничего не увидел. Это всё к тому, что событие 5–6 ноября было уникальным и ждать быстрого повторения такого не стоит. А вот слабые сияния (как в сентябре) вполне могут появляться еще. Солнце подходит к 11-летнему максимуму активности (в 2024–2025 году), поэтому вспышки и выбросы плазмы будут продолжаться. Может, и повезет увидеть небесный салют!

Полярное сияние появилось поздно вечером, 5 ноября. Лучшего всего за ним было наблюдать за пределами Тюмени. Жители города сделали много красивых фото. Не менее впечатляющие кадры получились в других регионах.