Привет! Сотворил бы статейку с объяснением причин, терминов и ссылки на ресурсы. Было б здорово!
Как возникает аврора
От Солнца всё время дует «солнечный ветер». Это именно ветер, т.к. состоит в основном из протонов и немного ядер гелия (~4%). Протоны - это ионизированный водород (атом водорода без электрона), а гелий - это гелий, то есть «солнечный ветер» - это действительно газ. Электроны, в принципе, тоже есть отдельно (там плазма), но они лёгкие и их быстро сдувает куда попало, поэтому их не рассматриваем.
Летят (движутся) от Солнца протоны, то есть заряженные частицы, а движение заряженных частиц - это электрический ток (нет проводов, но есть вакуум). А раз есть ток - значит есть магнитное поле. Получается, что солнечный ветер «несёт» собственное магнитное поле (к Земле и дальше), его называют межпланетным магнитным полем (ММП).
У Земли тоже есть своё магнитное поле - магнитное поле Земли (МПЗ). ММП, естественно, как и всякое магнитное поле, характеризуется вектором напряженности в некоторой системе координат. Обычно вектор напряжённости ММП приводится в системе координат GPS, то есть там ось Z от южного полюса Земли к северному (как и у МПЗ). Величину напряженности ММП и её Z-составляющую измеряют спутники в точке Лагранжа L1 системы Солнце-Земля, это спутники ACE (старый) и DSCOVR (новый). Они измеряют и скорость ветра, его плотность (сколько штук протонов в кубическом сантиметре), температуру. Общая величина напряженности ММП на графиках со спутников ACE/DSCOVR обозначается Bt (Btotal), а величина составляющей напряженности по оси Z обозначается Bz.
Знак Bz очень важен, если Bz положительное, т.е. вектор напряженности ММП направлен «вверх», т.е. как у МПЗ, то имеем два одинаково ориентированных магнита, которые отталкиваются, то есть МПЗ «отшибает» солнечный ветер. Если Bz отрицательное, наши магниты притягиваются, ММП «прилипает» к МПЗ, т.е. заряженные частицы проникают в ионосферу Земли и начинается аврора. Важна и величина Bz, чем больше отрицательное Bz, тем сильнее аврора. Естественно, Bz по величине не может быть больше Bt, т.к. Bz- это часть Bt ( от 0% до 100%).
Если дует обычный солнечный ветер (Bt в районе 2...5 nT, скорость порядка 300-350 км/с), то ничего не происходит. Но бывают порывы ветра и струйные течения, из-за которых и возникает Аврора.
Порывы ветра - это те самые CME, которые Солнце выбрасывает при вспышках (не при каждой) и при выбросе волокон (filament eruption). О классификации вспышек, их характеристиках, о месте, где они произошли, и что от них ждать - отдельный большой вопрос.
Струйные течения - это ветер сильнее обычного дует из корональных дыр (скорость 500-600, иногда 700 км/с при фоновом потоке ~350 км/с). Когда Земля подходит к потоку из корональной дыры, ей приходится сначала пройти через зону турбулентности, где соприкасаются медленный фоновый поток ветра и быстрый из дыры. Там возникают завихрения, области с отрицательным Bz, даже если Bz самого потока ветра из корональной дыры положительный (и бесполезный для авроры). Бывает и у всего потока из корональной дыры отрицательный Bz, тогда бывает слабая, длинная и нудная аврора. Но поток попадает по Земле тоже не из всех дыр, а только из тех, которые близко к солнечному экватору.
Картинка (гифка) показывает, что происходит, когда порыв солнечного ветра «налетает» на МПЗ, это вид «со стороны», Земля закрыта чёрным кружком. Когда всё покраснело, это и есть аврора.
Продолжение следует.
73, Иван
Тема: Солнце приготовило Земле сюрприз. (Прочитано 1336025 раз)