Что такое черное северное сияние и почему его называют анти-авророй

Холодная арктическая ночь, над головой переливаются зеленые и фиолетовые полосы обычного северного сияния, и вдруг среди этого светового шоу появляются темные области, почти лишенные свечения. Это не оптический обман и не облака, заслоняющие огни. Это загадочное явление, известное как черное сияние — феномен, который ученые называют анти-авророй.

Что такое черное северное сияние Фото: Mo Wu/Shutterstock/FOTODOM Черное северное сияние представляет собой своеобразные «чернильные пятна» среди яркого свечения обычных авроральных лент

Черное северное сияние, или анти-аврора, представляет собой удивительный феномен — своеобразные «чернильные пятна» среди яркого свечения обычных авроральных лент. В отличие от классического сияния, которое добавляет света в ночное небо, черное сияние, наоборот, создает в нем темные провалы, будто вырезая части яркого свечения.

Эти темные области не являются просто пустым пространством. Как объясняют исследователи, черное сияние — это пути восходящих электронов, которые не вызывают свечения атмосферных газов. 

Как образуется черное северное сияние Фото: ESA Образование черного сияния тесно связано с электрическими полями в атмосфере Земли

Механизм образования черного сияния тесно связан с электрическими полями в атмосфере Земли. Во время геомагнитных бурь, когда солнечный ветер интенсивно взаимодействует с магнитосферой нашей планеты, создаются сложные условия, при которых часть электронов начинает двигаться в противоположном направлении — не к Земле, а от нее.

Эти восходящие электроны несутся сквозь атмосферу, но их энергия и траектория не позволяют им эффективно сталкиваться с молекулами газов и вызывать свечение. В результате там, где проходит такой поток, небо остается темным, создавая иллюзию дыр в северном сиянии. 

Чем черное северное сияние отличается от обычного Фото: arvitalyaart/Shutterstock/FOTODOM; Abstract51/Shutterstock/FOTODOM Яркое свечение обычного сияния возникает потому, что энергия его электронов достаточна для возбуждения атомов кислорода и азота. В случае с черным сиянием энергия электронов, движущихся вверх, недостаточна для этого, что и приводит к появлению темных провалов

Различия между обычным и черным сиянием проявляются во всем — от внешнего вида до физической природы.

Внешний вид. В то время как обычное сияние представляет собой яркие светящиеся ленты, занавесы и лучи, черное сияние выглядит как темные, «чернильные» пятна и полосы на этом светящемся фоне.

Физический процесс. Классическая аврора рождается нисходящими потоками электронов, которые возбуждают атомы газа. Ее темный антипод формируется восходящими потоками электронов, которые не вызывают свечения.

Причина свечения или его отсутствия. Яркое свечение обычного сияния возникает потому, что энергия его электронов достаточна для возбуждения атомов кислорода и азота. В случае с черным сиянием энергия электронов, движущихся вверх, недостаточна для этого, что и приводит к появлению темных провалов.

Где можно увидеть черное севеное сияние Фото: volkova natalia/Shutterstock/FOTODOM Наблюдать феномен можно только в те моменты, когда обычное сияние достаточно яркое, чтобы создать контрастный фон для темных пятен

Возникает явление в обоих полушариях. Теоретически его можно встретить в тех же регионах, где наблюдается обычное северное сияние. В России к таким местам относятся Кольский полуостров в Мурманской области, Архангельская область, Таймыр в Красноярском крае и северные районы Якутии. 

В отличие от обычного северного сияния, которое может быть ярким и захватывающим, черное сияние трудноразличимо на фоне ночного неба. Наблюдать его можно только в те моменты, когда обычное сияние достаточно яркое, чтобы создать контрастный фон для темных пятен. Да и длится явление от 10 до 20 минут. Поэтому увидеть темные провалы анти-авроры — большая удача.

От Галилея до наших дней: разгадывая секреты полярного сияния

Бывает хуже. Как живут при –50 °C

Самые северные города мира