Северное сияние обладает неожиданным свойством

Международная команда ученых обнаружила, что часть свечения земного сияния (авроры) является поляризованной, что является неожиданным состоянием для таких эмиссий. Измерения этой вновь обнаруженной поляризации в Северном сиянии могут дать ученым новые данные о составе верхних слоев атмосферы Земли, конфигурации ее магнитного поля и энергиях частиц от Солнца.

Если это явление будет наблюдаться на других планетах, оно также может дать ключи к пониманию формы магнитного поля Солнца, когда оно огибает другие тела в Солнечной системе.

До сих пор ученые считали, что свет от возбужденных атомов и молекул в верхних слоях атмосфер планет не может быть поляризованным из-за многочисленных столкновений между частицами на этих высотах (выше 100 км), которые деполяризуют излучаемый свет.

Чтобы перепроверить этот вопрос, Жан Лиленстен из Лаборатории планетологии Гренобля (Франция) и его коллеги изучали свет авроры с помощью специально изготовленного телескопа в течение зим 2006-2007 и 2007-2008 годов. Наблюдения проводились с острова Шпицберген, Норвегия, в полярном регионе на широте 79° северной широты.

Ученые наблюдали слабую поляризацию красного свечения, излучаемого на высоте 220 км. Это свечение является результатом ударов электронов по атомам кислорода. Исследователи предполагали, что такой свет может быть поляризован, потому что магнитное поле Земли на высоких широтах направляет электроны, выравнивая углы, под которыми они проникают в атмосферу.

Открытие поляризации авроры «открывает новое поле в планетологии», — говорит Лиленстен, ведущий автор исследования. Результаты были опубликованы 19 апреля в журнале Geophysical Research Letters.

Колебания в измерениях поляризации могут раскрыть энергию частиц от Солнца при их входе в атмосферу Земли. Интенсивность поляризации дает подсказки о составе верхней атмосферы, особенно в отношении атомарного кислорода. Поскольку поляризация наиболее сильна, когда телескоп направлен перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, измерения также предоставляют способ определения конфигурации магнитных полей. Это может оказаться особенно полезным при наблюдении атмосфер других планет.