Южный свет как атмосферное явление¶

Южный свет — обобщённое название ряда атмосферно-оптических явлений, наблюдаемых преимущественно в южном полушарии и в южных широтах: полярных сияний (аврора австралис), зодиакального света, свечения ночного неба и некоторых видов гало. В узком смысле термин чаще всего относят к полярному сиянию южного полушария, аналогичному северному сиянию.

¶Общее определение

В научной литературе устойчивого термина «южный свет» нет: это скорее описательное выражение, объединяющее несколько разных по природе явлений. Их роднит одно — свечение в ночном или сумеречном небе, возникающее в южных широтах и видимое невооружённым глазом. Причины свечения при этом принципиально различны: от взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли до рассеяния солнечного света межпланетной пылью.

¶Полярное сияние южного полушария

Наиболее известное явление, к которому применяют название «южный свет», — полярное сияние южного полушария, или aurora australis (лат. «южная заря»). Оно возникает, когда заряженные частицы солнечного ветра вторгаются в магнитосферу Земли и вдоль силовых линий магнитного поля достигают верхних слоёв атмосферы. Там они возбуждают атомы кислорода и азота, которые, возвращаясь в невозбуждённое состояние, испускают свет.

Цвет свечения зависит от высоты и состава атмосферы:

• зелёный — атомарный кислород на высоте 100–150 км;
• красный — атомарный кислород выше 200 км;
• сине-фиолетовый — ионизированный азот.

Южное сияние симметрично северному: авроральные овалы обоих полушарий почти зеркальны относительно магнитного экватора. Наблюдать aurora australis можно в Антарктиде, на южном побережье Австралии, в Тасмании, Новой Зеландии, на юге Чили и Аргентины.

¶Зодиакальный свет

Другое явление, иногда называемое южным светом, — зодиакальный свет. Это слабое конусообразное свечение, вытянутое вдоль эклиптики. Его источник — рассеяние солнечного света частицами межпланетной пыли, сосредоточенной в плоскости планетной системы. В южном полушарии зодиакальный свет виден лучше, чем в северном, поскольку эклиптика там поднимается выше над горизонтом в вечерние и предрассветные часы. Особенно отчётливо он наблюдается в тропических и субтропических широтах при отсутствии лунного света и городской засветки.

¶Свечение ночного неба

Третья составляющая — собственное свечение ночного неба (airglow). Атмосфера Земли слабо светится постоянно из-за химических реакций в ионосфере, и в тёмных южных регионах этот эффект заметнее. Он проявляется как едва уловимое зеленоватое или красноватое сияние у горизонта и не связан с солнечной активностью напрямую.

¶История наблюдений

Полярные сияния южного полушария описывали ещё участники первых антарктических экспедиций. Джеймс Кук во время плавания 1772–1775 годов фиксировал «южные сияния» в высоких широтах. Систематические наблюдения начались в XX веке, когда в Антарктиде появились постоянные научные станции. В 1957–1958 годах, в рамках Международного геофизического года, были развёрнуты сети магнитометров и камер, что позволило сопоставить северные и южные сияния и подтвердить их симметрию.

Зодиакальный свет как отдельное явление описал ещё в XVII веке Джованни Кассини, а его природу окончательно объяснили в XX столетии, после развития теории рассеяния света на межпланетной пыли.

¶Условия наблюдения

Для наблюдения южного света важны несколько факторов:

Наилучшие условия — безлунные ночи вдали от населённых пунктов. Для сияний дополнительно следят за прогнозом геомагнитных бурь: вспышки на Солнце и корональные выбросы повышают вероятность яркого свечения.

¶Научное значение

Изучение южных сияний даёт данные о состоянии магнитосферы и солнечно-земных связях. Поскольку магнитные поля северного и южного полушарий не полностью симметричны, сравнение aurora borealis и aurora australis помогает уточнять модели взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой. Наблюдения зодиакального света, в свою очередь, используются для оценки распределения и состава межпланетной пыли, а измерения собственного свечения атмосферы — для контроля её температуры и химического состава на больших высотах.

¶Культурное восприятие

В фольклоре народов южного полушария — аборигенов Австралии, маори Новой Зеландии, жителей Огненной Земли — полярные сияния занимали заметное место и получали различные мифологические объяснения. В современной культуре «южным светом» нередко называют фотографии ночного неба Антарктики и Тасмании, что способствовало популяризации астротуризма в этих регионах.

Источники: научно-популярные публикации по геофизике и атмосферной оптике, материалы антарктических исследовательских программ, астрономические справочники.