Увидеть космическую радиацию
Многие слышали про космическую радиацию, но далеко не все могли видеть прямые результаты ее воздействия. Космонавты рассказывают про вспышки в глазах во время полета, астрофизики раскладывают фотодетекторы импульсов черенковского излучения в Бурятии, уфологи рассматривают полосы и точки в снимках космических телескопов. И только жители Заполярья живут бок о бок с самыми эффектными проявлениями космических лучей - полярными сияниями.
Космическая радиация (космические лучи) бывает двух типов: солнечная и галактическая. Источник первой ясен из названия - это потоки элементарных частиц и ядер атомов, которые с высокой энергией разлетаются от Солнца. Источником галактической радиации являются события в Галактике, связанные с высоким выделением энергии на порядки превышающие энергию спокойного свечения звезд - прежде всего взрывы сверхновых.
Свойства космических лучей зависят от их природы и энергии. Главные составляющие солнечных космических лучей - это ядра атомов водорода и гелия - протоны и альфа-частицы. Потоки солнечного излучения относят к низко- и среднеэнергичным. Поверхность Земли от них защищается атмосферой и магнитным полем.
Галактические частицы могут являться ядрами атомов более тяжелых элементов и относятся к высокоэнергичным частицам. Земное магнитное поле на них практически не действует, и только атмосфера способна задержать и разрушить частицу, которая породит широкий атмосферный ливень. Глазами увидеть его нельзя и для изучения используются специальные детекторы.
На орбите защититься от галактических частиц сейчас практически невозможно. К счастью для космонавтики, галактические частицы довольно малочисленны, поэтому проще пропускать их через электронику и тела космонавтов чем пытаться экранировать. На низкой околоземной орбите людей защищает еще Земля, прикрывая нижнюю полусферу.
Земное магнитное поле способно отклонять самые массовые потоки слабоэнергичных солнечных частиц. Во время удара солнечной вспышки в земную магнитосферу часть потока направляется к радиационным поясам, а часть, следуя по линиям магнитного поля, врезается в атмосферу у магнитных полюсов Земли. В эти-то моменты землянам открывается магическое зрелище ночного небесного огня. Со временем, частицы из радиационных поясов все перенаправляются к полюсам, поэтому полярные сияния практически никогда не прекращаются, меняется только интенсивность, от едва заметных, до впечатляющих.
Полярные сияния - это не сама космическая радиация, а результат ее воздействия на нашу атмосферу. Мы видим свечение атомов и молекул атмосферных газов, возбужденных столкновением с космическими частицами. Самые яркие цвета сияний - зеленый и красный. Зеленым светятся азот и кислород на высоте 110 км, а красным - кислород на высоте 200-400 км. Хотя оттенков свечения может быть множество, в зависимости от атмосферных условий и свойств потоков космических частиц.
Лучшее время для наблюдений полярных сияний - полярная ночь, когда солнечный свет не засвечивает излучение возбужденных атомов земной атмосферы. Соответственно, находится лучше ближе к магнитным полюсам, но лучше в районе т.н. “авроральных овалов” в радиусе 1500 км от магнитного полюса. От городской засветки тоже лучше дальше держаться. Для России лучшие регионы для наблюдения находятся в Заполярье, хотя несколько раз в году возможно увидеть сияние из Санкт-Петербурга или южнее. Я сам 5 лет прожил в СПб, но сияний так и не увидел, ибо надо внимательно следить за небом. Неожиданно для самого себя, впервые в жизни аврору я увидел… из Москвы!
https://www.youtube.com/watch?v=xwEReDEYgWg
В марте 2015 года была одна из сильнейших солнечных вспышек, так, что долетело до Центральной России. В октябре 2016, была вспышка, когда сияния наблюдали недалеко от Минска.
https://www.youtube.com/watch?v=Tdiq3wDG5y4
Чтобы не пропустить очередную вспышку, я бы рекомендовал подписаться на группу “Наблюдательная астрономия” во Вконтакте. Ее создатели внимательно следят за небом, и оповещают подписчиков о самых интересных событиях.
Если хочется вести наблюдения самостоятельно, то начать можно с сайта Лаборатории солнечной астрономии ФИАН. Там есть отдельная страница “Магнитные бури онлайн”, где отображается индекс возмущение земной магнитосферы с трехчасовым обновлением.
Значение параметра Kp-5 означает, что в Мурманске есть, что посмотреть на небе. Kp-7 дает возможность петербуржцам увидеть аврору не только у Петроградской набережной. Kp-8 - это повод москвичам не сводить глаз с северной части неба. Kp-10 - самое время доставать шапочки из фольги и включать Рен-ТВ.
30-минутный прогноз видимости сияний дает сайт американского гидрометцентра.
Подробнее о самостоятельном предсказании видимости полярных сияний расписано здесь.
После Москвы я еще пару раз видел полярные сияния издалека, во время ночных перелетов. И одну ночь удалось понаблюдать из города Заполярный, но там было яркое уличное освещение и сияние не продлилось долго. Надеюсь, этой зимой у меня будет аврора и не раз, т.к. я еду в Мурманск на Новый год.
https://www.youtube.com/watch?v=mdzP-Mofqb8