Группа астрономов, представляющая несколько японских институтов и сотрудничающая с коллегами из США, раскрыла тайну необычайного полярного сияния, которое наблюдалось в арктическом небе в декабре 2022 года. Результаты их исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Science Advances. 

В декабре 2020 года наземная камера, расположенная в Норвегии, зафиксировала уникальное полярное сияние, которое охватило 4000 километров полярной шапки. Это сияние отличалось необычайной «гладкостью» и покрывало гораздо большую часть ночного неба, чем обычно. В течение двух лет его источник оставался загадкой, вызывая большой интерес в научном сообществе. 

Исследовательская группа начала работу с изучения изображений этого события, полученных с наземных камер. Затем они сравнили эти данные со спутниковыми снимками. В результате анализа учёные обнаружили в диаграммах излучения сверхтепловой поток электронов, исходящий из солнечной короны. Эти диаграммы напоминали данные, полученные от наблюдений «полярных дождевых сияний», где электроны, движущиеся из солнечной короны, проходят через атмосферу Земли над одним из полярных регионов. 

Для выяснения причин длительности полярного сияния были проведены дополнительные исследования. Учёные обнаружили, что событие произошло во время необычно спокойного периода солнечного ветра. В декабре 2022 года плотность солнечного ветра упала до 0,5 см-3 степени, что является крайне редким явлением. Обычно такие полярные сияния невидимы невооружённым глазом, но в 2022 году их можно было наблюдать обычной камерой благодаря отсутствию солнечного ветра, что и позволило зафиксировать это необычное явление. 

Оптические наблюдения и наблюдения частиц спутниками DMSP в обоих полушариях. (A) УФ-изображение SSUSI на борту спутника DMSP F17 в северном полушарии (B) УФ-изображение SSUSI на борту спутника DMSP F17 в южном полушарии (C и D) Энергетически-временная спектрограмма ионов (C) и электронов (D) снято приборами для измерения частиц на борту спутника DMSP F17 в течение интервала, показанного на графике (A). (E и F) Энергетически-временная спектрограмма ионов (E) и электронов (F), полученная приборами для измерения частиц на борту спутника DMSP F17 в течение интервала, показанного на (B). Источник: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adn5276 

В изучении полярных сияний сыграли важную роль гражданские ученые. Например, они помогли разгадать источник фиолетового света, появившегося над канадским небом в 2016 году. Такое сотрудничество между профессиональными и гражданскими учёными способствует более глубокому пониманию различных природных явлений и расширяет границы научных знаний. 

Результаты исследования проливают свет на механизмы образования полярных сияний и их связь с солнечной активностью. Эти знания могут помочь в прогнозировании подобных явлений и их влияния на земную атмосферу и технологии, такие как спутниковая связь и навигация.