Открыта новая форма полярного сияния

Несколько фотографов-любителей из Финляндии запечатлели новую форму полярного сияния, которую учёные не смогли отнести ни к одной из существующих категорий.

Необычное свечение назвали "дюнами". Недавно специалисты нашли объяснение тому, как формируется это явление и, каким образом оно связано с активностью Солнца и движением потоков ионов в атмосфере Земли.

Полярные сияния являются результатом взаимодействия солнечного ветра и атмосферы Земли. Заряженные частицы, испускаемые Солнцем, воздействуют на атомы в ионосфере Земли. Из-за этого атомы излучают свет.

Как правило, сияние приобретает одну из трёх форм: дуг, полос или столбов. Иногда оно наблюдается в виде короны. Однако явление, запечатлённое в 2018 году, не подпадало ни под одну из общепринятых категорий.

На эти фотографии обратила внимание профессор Хельсинкского университета Минна Палмрот (Minna Palmroth). В 2018 году женщина работала над своей книгой, которую писала для людей, наблюдающих полярные сияния. В ней были собраны тысячи снимков этого природного явления, сделанных фотографами-любителями, с которыми она общалась в тематическом сообществе в "Фейсбуке".

Занимаясь классификацией изображений, Палмрот заметила, что форма некоторых узоров полярного сияния не укладывается в существующие категории. Исследовательница отложила такие снимки, чтобы разобраться с ними позже.

После публикации книги профессору продолжили присылать фото с изображением всё той же формы свечения. Группа учёных описала её как "зеленоватый и ровный волнообразный узор, напоминающий слоистые облака или дюны на песчаном пляже".

Что интересно, это явление было запечатлено в одно и то же время в двух местах в Финляндии, причём на обоих снимках наблюдались одни и те же узоры полярного сияния. Один из авторов последовавшего исследования Максим Грандин (Maxime Grandin) определил координаты звёзд, которые были также хорошо видны на присланных снимках. В этом ему помогла астрономическая программа Stellarium. Расчёты позволили использовать светила в качестве точек отсчёта при определении высоты и протяжённости полярного сияния.

Оказалось, что все "дюны" формировались на относительно небольшой высоте: около 100 километров, то есть в верхней части мезосферы.

По признанию Палмрот, именно эти высоты крайне сложны для изучения со спутников. По этой причине полосу от 80 до 120 километров над Землёй сами учёные часто именуют "игноросферой". И именно там были обнаружены "дюны".

Всё это заставило учёных фактически создать новые научные методы на стыке атмосферных и космических исследований.

Специалисты стали отслеживать условия, которые сопровождают появление "дюн" в небе. В итоге они пришли к выводу, что разная яркость сияния внутри "дюн" определяется либо волнами частиц, которые приходят из космоса, либо вариациями в плотности атомов кислорода, которые попадают под эту бомбардировку.

Также финские специалисты определили, как на плотность атомов кислорода влияют волны разной длины, путешествующие в атмосфере в разных направлениях.

Научная статья по итогам исследования вышла в журнале AGU Advances.

К слову, авторы проекта "ВестиНаука" рассказывали о другом виде сияния, обнаруженном любителями. Также мы писали о том, почему полярные сияния Земли отличаются на севере и юге. Говорили мы и о другом необычном природном явлении - "сиянии сотни лун".