Північне чи полярне сяйво (лат. – Aurora Borealis) – одне з найдивовижніших природних явищ, що можна спостерігати на нічному небі. Цей феномен здавна привертав увагу людей. Тому не дивно, що полярне сяйво оповито багатьма легендами, хоча й має логічне наукове пояснення.
Легенди та міфи про полярне сяйво у різних народів
Для багатьох корінних народів арктичних регіонів північне сяйво – більше, ніж просто природне явище. Воно має для них сакральне значення. Нерідко північне сяйво розглядається як міст до богів та глибоко переплетене з духовними вірування та культурними практиками.
Деякі алгонкінські племена розглядали це дивовижне явище як багаття, розведе їхнім творцем Нанабожо. За легендами, після завершення створення світу він відправився на північ, де розклав великі багаття, які відображалися у небі.
Серед деяких індіанських племен полярне сяйво вважалося духами тварин, воїнів або покійних близьких. Деякі племена, як-от меноміні з Вісконсіна, вважали, що північне сяйво – це смолоскипи гігантських небесних осетрів, що пливуть по небу.
Інуїти вірили, що північне сяйво – це душі пращурів, що грають у футбол м’ячем у вигляді голови моржа. За легендами деяких інуїтів Гренландії та Канади, це природне явище зображує духів або сяйво їхніх смолоскипів з бивнів моржів. Також вважалося, що свист може призвати полярне сяйво наблизитися, а щоб віддалити його вогні потрібно плескати у долоні або шуміти.
Північне сяйво у легендах вікінгів та саамів
Серед вікінгів існувала інша легенда про походження цього дивовижного різноколірного танцю на небі. Вони вважали, що північне сяйво – то світло, що відбивається від обладунків валькірій, які шукають душі загиблих воїнів, щоб забрати їх у потойбічне життя.
Також у скандинавській міфології полярне сяйво зображується як міст Біфрест. Він виглядає наче арка, що сяє та пульсує, та поєднує земний світ зі світом богів.
Корінні жителі Скандинавії – саами шанували це природне явище, вважаючи його могутньою духовною сутністю. Навіть донині до полярного сяйва ставляться з повагою, а шум та неповага під час цього явища вважаються привертанням нещастя до себе.
У саамській культурі вважається, що вогні полярного сяйва мають величезну силу та можуть спускатися з неба, щоб взаємодіяти з людьми та землею. Під час їхньої появи на небі, за віруванням саамів, потрібно дотримуватися тиші та шанобливої поведінки.
Полярне сяйво – джерело дива, натхнення та духовного зв’язку для культур корінних народів північних широт. Тому це не лише природне явище, але й культурна спадщина, що несе у собі багатовікові традиції, повагу та розуміння.
Північне сяйво чи Aurora Borealis – історія вивчення
Назву «полярне сяйво» цьому природному явищу подарував італійський астроном Галілео Галілей у 1619 р. Він назвав цей феномен на честь давньоримської богині світанку – Аврори та давньогрецького бога північного вітру – Борея.
Проте найдавніший запис про північне сяйво у вигляду наскельного малюнку був зроблений ще 30 тисяч років тому на теренах сучасної Франції. Ще з того часу це дивовижне природне явище у вигляді танцівливих вогнів на нічному небі набуло чимало міфів та легенд.
Стародавні науковці також намагалися знайти пояснення цьому дивовижному явищу природи. Звіт про полярне явище від королівського астронома часів вавилонського царя Навуходоносора II датований 567 р. до н.е.
Норвезький науковець Крістіан Біркеланд припустив, що електрони, які випромінюються сонячними плямами, створюють атмосферне світло після направлення їх магнітним полем Землі до полюсів. Ця теорія врешті-решт виявилася правильною, але визнали це невдовзі після смерті науковця, у 1917 р.
Чому та як виникає північне/полярне сяйво та яка його природа?
Північне чи полярне сяйво – атмосферне явище, під час якого хвилеподібні зелені, фіолетові та червоні вогні танцюють на небі. Воно виникає, коли хвилі заряджених частинок від Сонця, відомих як сонячний вітер, стикаються з атмосферою Землі. Іноді Сонце також викликає сонячні спалахи та викиди корональної маси, які є більш інтенсивними спалахами заряджених частинок та електромагнітного випромінювання.
Сонячний вітер врізається у верхні шари атмосфери Землі зі швидкістю до 72 млн км/год. Проте магнітне поле планети, наче невидимий щит, захищає від цього натиску. Воно перенаправляє частинки до полюсів, де вони перетворюються на дивовижне атмосферне явище.
Полярне сяйво виникає, коли заряджені частинки (електрони та протони) стикаються з атомами та молекулами газами в іоносфері або верхніх шарах атмосфери Землі. Ці зіткнення викликають збудження атомів та молекул, і коли останні повертаються до свого нормального стану, то вивільняють енергію у формі світла.
Так «народжуються» крихітні спалахи, які наповнюють небо кольоровим світлом. Коли мільярди спалахів відбуваються один за одним, то полярне сяйво ніби рухається чи «танцює» у небі.
Слід зазначити, що північне сяйво відбувається у Північній півкулі, і саме воно відоме як Aurora Borealis. Це ж саме атмосферне явище у Південній півкулі відоме під назвою «полярне або південне сяйво» або Aurora Australis.
До уваги! І північне, і південне сяйво є полярними сяйвами, оскільки вони відбуваються поблизу магнітних полюсів Землі.
Чому північне сяйво «танцює»?
Танець полярного сяйва – результат взаємодії заряджених частинок Сонця з магнітним полем Землі. Ці частинки притягуються до магнітних полюсів, де вони стикаються з атмосферними газами, викликаючи їх світіння.
Коли вони рухаються вздовж силових ліній магнітного поля Землі, то створюють плавні візерунки світла. Ці моделі повторюють лінії земної магнітосфери, тому полярне сяйво ніби «танцює» по небу.
Інтенсивність та швидкість сонячного вітру також відіграють вирішальну роль у танці полярного сяйва. Коли сонячний вітер сильний, він може спотворювати магнітне поле Землі, спричиняючи зсув та переміщення ліній поля. Цей рух призводить до змін у візерунках полярного сяйва, створюючи враження, ніби воно танцює.
Найпоширенішою формою полярного сяйва є смуги та плями, схожі на хмари. Найбільш інтенсивне світіння приймає вигляд стрічки, яка інколи нагадує величезну завісу на все нічне небо.
Від чого залежить колір північного/полярного сяйва?
Північне чи полярне сяйво – небесний танець світла, що розфарбовує нічне небо сяючими відтінками зеленого, фіолетового, синього, а іноді навіть червоного та жовтого кольорів. При взаємодії з атмосферою Землі сонячний вітер змушує її флуоресціювати. Саме так виникає різноколірне полярне сяйво, забарвлення якого зумовлене хімічним складом земної атмосфери.
Кожен атмосферний газ випромінює певний колір, коли він збуджується частинками сонячного вітру. Найпоширенішим є яскраво-зелений, але нерідко можна побачити червоний, жовтий, синій та навіть фіолетовий.
- Зелений – найпоширеніший колір полярного сяйва, утворюється молекулами кисню, розташованими приблизно у 100 км від Землі.
- Рідкісне червоне північне сяйво, що утворюється молекулами азоту, виникає на великих висотах, до 320 км від Землі.
- Синій або фіолетовий колір полярного сяйва виникає, коли сонячні частинки стикаються з азотом у земній атмосфері.
Певні кольори, які можна побачити під час полярного сяйва, також залежать від рівня сонячної активності. Більш інтенсивна сонячна активність може призвести до ширшого діапазону кольорів.
До уваги! Певні кольори полярного сяйва визначаються типом газу та висотою, на якій відбувається зіткнення сонячного вітру з атмосферою.
Південне сяйво
Південне сяйво є результатом зіткнення заряджених частинок від Сонця з атмосферними газами поблизу Південного полюса Землі. Ці зіткнення створюють приголомшливі прояви світла, схожі на Аврора Бореаліс, але вони зазвичай виникають над Антарктидою та навколишнім Південним океаном.
Побачити південне сяйво можна з високих південних широт. До них належать найпівденніші частини Нової Зеландії, Австралії та Південної Америки, а також Антарктида.
СТІВ (STEVE) – гібрид полярного сяйва?
СТІВ (STEVE) –унікальне світлове явище, яке трохи відрізняється від традиційного полярного сяйва. Воно виглядає як тонка та вузька фіолетова чи багряна дуга, яка простягається на сотні чи навіть тисячі кілометрів та повільно рухається на захід. Інколи це супроводжується короткочасним зеленим сяйвом, схожим на паркан.
Світлове явище СТІВ (STEVE) виникає ближче до екватора, ніж там, де з’являються типові полярні сяйва, в областях, на які зазвичай не впливають лінії магнітосфери Землі. Дослідники досі не зовсім впевнені, що викликає це явище.
За дослідженням 2019 р., STEVE є результатом двох механізмів. Лілові смуги викликані нагріванням заряджених частинок у верхніх шарах атмосфери. Зелена структура огорожі є результатом падіння електронів в атмосферу. Останній процес запускає оптичне явище, через що STEVE позначається як особливий вид гібрида полярного сяйва.
Де можна побачити північне сяйво?
Найвищі шанси побачити північне сяйво у так званій «авроральній» зоні – області Північної півкулі у радіусі приблизно 2400 км від північного магнітного полюса. Вона охоплює більшість місць у межах Полярного кола (все, що знаходиться на північ від широти 66°33′).
Полярне сяйво в Ісландії
Саме тому найкращі шанси побачити північне сяйво у Норвегії, Швеції, Фінляндії, Канаді, на Алясці, в Ісландії, на островах Шпіцберген та Гренландія. Шотландія, особливо Шотландське нагір’я та північні острови, часто дозволяють насолодитися спостереженням цього дивовижного явища за належних умов.
Зазвичай, чим активніше Сонце:
- тим більш приголомшливим буде полярне сяйво на Землі;
- тим далі на південь простягнеться зона поширення полярного сяйва.
Коли сонячна активність знижується, авроральна зона повертається у нормальне положення, а полярні сяйва стають менш інтенсивними.
Під час особливо сильних періодів сонячного вітру, відомих як геомагнітні бурі, це атмосферне явище може переміщуватися набагато далі на південь. Під час особливо сильної магнітної бурі північне сяйво можна побачити на нижчих широтах. Повідомлялося про випадки цього явища аж до Мексики та Середземномор’я.
Проте неймовірно важко передбачити, коли виникнуть такі умови. Саме тому краще за все відвідати скандинавські країни, де це дивовижне явище є найбільш поширеним.
Цікавий факт! Оскільки Міжнародна космічна станція знаходиться приблизно на тій же висоті, що й полярне сяйво, астронавти бачать це явище на рівні очей.
Північне чи полярне сяйво в Україні
Північне сяйво в Україні спостерігається раз на декілька разів, у випадку сильних магнітних бур. Наприклад, це природне явище на українських теренах можна було побачити у листопаді 2021 р. Полярне сяйво тоді було зафіксовано у ніч проти 4 листопада на Волині.
У 2023 році українці декілька разів могли бути свідками цьому природного явища на теренах рідної країни. Північне сяйво в Україні наприкінці квітня 2023 р. спостерігалося у багатьох регіонах країни, включаючи Київщину, Волинь, Черкащину, Чернігівщину та Львівщину.
Небо у ніч на 24 квітня мало яскраво-рожевий колір та супроводжувалося різноколірними спалахами. Причиною цього рідкісного для України природного явища стала жорстка геомагнітна буря, яка мала Kp-індекс = 8. Наприкінці вересня (23.09.23) полярне явище спостерігалося на Харківщині. Тоді незвичайне червоне небо нагадувало величезні світлові стовпи.
Проте найбільшу територію країни охоплювало червоне полярне сяйво над Україною надвечір 5 листопада 2023 року. Тоді червоне небо спостерігалося над південними, східними та центральними регіонами країни. Північне сяйво могли побачити навіть мешканці Одещини.
Це рідкісне для України природне явище поширилося на значну територію країни та було пов’язано з дуже потужною геомагнітною бурею через викид корональної маси на Сонці за кілька днів до цього. Kp-індекс на цей раз був у межах 7-9, через що полярне сяйво можна було побачити далеко за межами типової зони цього явища.
Цікавий факт! Прикмети про полярне сяйво стверджують, що це природне явище є провісником катастроф (війни, голоду, епідемій).
Коли та за яких умов можна спостерігати полярне сяйво?
Шанси побачити полярне сяйво залежать від кількох ключових чинників: місця розташування, погоди та сонячної активності (фази сонячного циклу та виникнення геомагнітних бур). При цьому найкращий час для спостереження залежить від пори року та темряви ночі.
Сонячна активність та північне сяйво
Хоча сонячний вітер постійний, викиди Сонця проходять приблизно 11-річний цикл активності. Іноді настає затишшя, але іноді бувають величезні шторми, які бомбардують Землю надзвичайною кількістю енергії.
Саме у цей час північне сяйво найяскравіше та найчастіше. Як зазначають науковці, останній максимум сонячної активності стався у 2014 р., наступний – приблизно у 2025 р.
Інтенсивність північного сяйва безпосередньо пов’язана з сонячними спалахами. Більш інтенсивні призводять до появи більшої кількості заряджених частинок, що своєю чергою сприяє появі більш яскравих та поширених полярних сяйв. У періоди високої сонячної активності північне сяйво може виходити за межі полярних регіонів, досягаючи нижчих широт, ніж зазвичай.
До уваги! Подорож частинок, що переносяться сонячним вітром, до Землі може тривати 1-3 дні, залежно від швидкості катапультування. Потужні магнітні бурі слугують своєрідним каталізатором, посилюючи полярне сяйво.
Полярне сяйво – найкращий час та пора року для спостереження
Північне сяйво найкраще спостерігати темними ясними ночами. Вогні міст можуть спричиняти світлове забруднення, маскуючи ніжне світіння полярного сяйва. Тому краще їхати якомога далі від міських районів, де небо найтемніше.
Зимові місяці, з кінця вересня до початку квітня, зазвичай вважаються найкращим часом, оскільки ночі довші. Пік сонячної активності припадає на дні осіннього та весняного рівнодення. Проте можна побачити полярне сяйво протягом зиму у будь-який час між вереснем та березнем.
Північне сяйво зазвичай відбувається короткими спалахами тривалістю 15-30 хвилин. Воно може відбутися будь-коли – навіть у середині дня, хоча, якщо занадто світло, то люди не зможуть побачити це дивовижне явище.
За статистикою, найкращі шанси побачити північне сяйво у місцевості, де воно є типовим явищем, приблизно між 22:00 та 02:00 ночі за місцевим часом. У готелях Норвегії, Фінляндії та інших скандинавських країн існує функція пробудження, якщо вогні з’являються посеред ночі. Деякі готелі у цих країнах навіть можуть мати скляну стелю, що дозволяє спостерігати це дивовижне явище прямо з ліжка.
Для спостерігання північного сяйва також потрібне чисте небо, в ідеалі – без яскравого місяця. Тобто шанси будуть вищі під час періоду молодика або півмісяця.
Загалом північне сяйво – досить непередбачуване явище. Іноді воно доволі слабке та утворює лише тьмяне світіння, а інколи – дуже потужне та повністю освітлює нічне небо. Проте сильні магнітні бурі є одним з головних показників появи північного сяйва, а інше – залежить від погоди та достатнього затемнення.
Полярне сяйво навколо рівнодення
Пік активності полярного сяйва припадає на весняне та осіннє рівнодення, у березні та вересні. Це явище відоме як «ефект Рассела-Макферона».
Основною причиною підвищеної активності у ці періоди є вирівнювання магнітного поля Землі з магнітним полем Сонця. Цей зв’язок дозволяє більшій кількості сонячних частинок, що переносяться сонячним вітром, взаємодіяти з магнітосферою Землі, що призводить до посилення активності полярного сяйва.
Крім того, сонячний вітер може легше передавати енергію в магнітосферу Землі навколо рівнодення. Це сприятиме збільшенню геомагнітних бур, які своєю чергою породять більш видимі полярні сяйва.
Kp-індекс – інструмент для прогнозування північного сяйва
Kp-індекс – це глобальний індекс геомагнітної активності, який варіюється від 0 до 9. Нуль у цьому випадку означає дуже тиху погоду, а 9 – сильну геомагнітну бурю.
Ця шкала використовується для вимірювання збурень у магнітному полі Землі, спричинених сонячною активністю. Вона створена на основі вимірювань, зроблених магнітними обсерваторіями по всьому світу.
У назві цього індексу «K» означає «Kennziffer», що у перекладі з німецької звучить як «характерне число». «p» означає, що це планетарний індекс, тобто він представляє глобальну геомагнітну активність.
Вищий Kp-індекс зазвичай означає більшу імовірність побачити полярне сяйво на нижчих широтах. Однак для високого Kp-індексу також зазвичай потрібна сонячна буря або значна сонячна активність, що трапляється не щодня.
Наприклад, Kp-індекс 1 означає, що полярне сяйво, імовірно, видно лише з високоширотних регіонів, таких як північ Скандинавії чи Канада. Kp-індекс 5 або більше збільшує імовірність того, що це унікальне явище буде видимим у нижчих широтах, таких як Шотландія чи північ Сполучених Штатів.
Полярне сяйво на інших планетах
Полярне сяйво трапляється й на інших планетах. Для його створення потрібна лише атмосфера та магнітне поле. Полярне сяйво було помічено в атмосферах усіх газових планет-гігантів, оскільки всі вони мають потужні магнітні поля. Проте це дивовижне явище було виявлено навіть на Венері та Марсі, які мають дуже слабке магнітне поле.
Магнітне поле Юпітера у 20 тисяч разів сильніше за магнітосферу Землі. Тому полярні сяйва тут набагато яскравіші за земні. Крім того, на Юпітері вони утворюються не лише через сонячний вітер.
Більшість частинок, які викликають полярні сяйва на цій гігантській планеті, викидаються у космос її супутником Іо. Останній обертається близькою орбітою до Юпітера та є найбільш вулканічним тілом у Сонячній системі. Заряджені частинки у результаті виверження вулканів Іо також сприяє появі полярного сяйва на Юпітері.
Марс, на відміну від Землі, не має глобального магнітного поля. Однак він має локалізовані магнітні поля у різних регіонах планети. Вони можуть взаємодіяти з сонячним вітром, створюючи полярні сяйва. На Марсі це явище значно відрізняється від земного та не видно неозброєним оком.
Крижані гіганти Сонячної системи – Уран та Нептун також демонструють полярні сяйва. Останні знову ж є результатом взаємодії сонячних частинок з магнітними полями цих планет.
Північне сяйво у мистецтві
Ефірна краса північного сяйва була джерелом натхнення для художників з незапам’ятних часів. Від наскельних малюнків стародавніх людей до сучасного цифрового мистецтва, Аврора Бореаліс знайшла відображення на багатьох полотнах.
Полярне сяйво можна побачити на пейзажних картинах таких відомих художників, як Фредерік Едвін Черч та Томас Моран. Сучасні митці продовжують цю традицію, використовуючи різні засоби для інтерпретації динамічних, мінливих кольорів та форм північного сяйва.
У літературі полярне сяйво використовувалося як символ та метафора у різних жанрах. Від епічних поем минулого до сучасної наукової фантастики це природне явище використовувалося для позначення таємниці та надприродного, а також піднесеної сили природи.
У фентезійній трилогії Філіпа Пуллмана «Його темні матеріали» полярне сяйво служить воротами в інші світи. Тим часом у кримінальних романах Джо Несбо вогні кидають моторошне сяйво на темні вчинки, що розгортаються під ними. Полярне сяйво у поезії здавна слугувало потужною метафорою для тем туги, змін та піднесеного через свою швидкоплинну та ефірну красу.
Як фотографувати полярне сяйво?
Камера з ручними налаштуваннями є обов’язковою умовою, як і міцний штатив, щоб фото полярного сяйва залишалися стабільними при довгій витримці. Ширококутний об’єктив ідеально підходить для захоплення величі неба. Також не слід забувати про запасні батареї, оскільки вони можуть швидко розрядитися у холодних умовах.
Ключовим при фотографуванні полярного сяйва є композиція. Краще за все спробувати включити цікаві елементи на передній план, як-от силуети дерев, гір або водойм, що відбивають світло. Вони додають фото північного сяйва глибину та масштаб.
Цікавий факт! Камери часто знімають яскравіші зображення північного сяйва, ніж ті, що можна побачити неозброєним оком. Ця різниця пояснюється тим, що камери, особливо з налаштуванням тривалої витримки, можуть накопичувати світло з часом, що призводить до більш детальних та барвистих зображень.
Краще за все почати з таких налаштувань. Слід встановити об’єктив на найширшу діафрагму (низьке число діафрагми), використовуючи високе значення ISO (між 1600 та 3200), та спробувати встановити витримку близько 15-20 секунд. Проте це лише початкові налаштування. Їх потрібно змінювати залежно від яскравості та руху полярного сяйва.
Зробити чіткі знімки у темряві може бути складно. Тому слід встановити об’єктив на ручне фокусування, навести його на далеке світло або яскраву зорю та налаштувати, щоб зображення стало різким.
Деякі фотографи також рекомендують використовувати налаштування «нескінченності» на об’єктиві, але обов’язково слід перевіряти різкість. Фотографування у форматі RAW надає більше можливостей під час редагування фотографій полярного світла пізніше, оскільки він фіксує більше деталей, ніж JPEG.
Підсумок
Полярне сяйво – дивовижне явище природи, що захоплює людство протягом століть. Воно є унікальним перетином науки, культури та природної краси.
У наш час полярне сяйво продовжує захоплювати та надихати. Це улюблене видовище для мандрівників, фотографів та любителів природи. Полярне сяйво відіграє важливу роль як джерело натхнення у мистецтві, літературі та музиці.