The Aurora Borealis (Polar Lights)

(W(В)) Polar lights, northern lights (Aurora Borealis), southern lights (Aurora Australis), aurora (Aurora), ustara. "pazori" - glow (luminescence) of the upper atmospheres of planets that have a magnetosphere, due to their interaction with charged particles of the solar wind. In a very limited area of the upper atmosphere auroras can be caused by low-energy charged solar wind particles entering the polar ionosphere through the northern and southern polar caspahs. In the northern hemisphere, auroras can be observed over Spitsbergen during midday hours. When energetic particles of the plasma layer collide with the upper atmosphere, the atoms and molecules of the gases that make up it are excited. Radiation of excited atoms in visible range is observed as aurora borealis. Spectra of polar lights depend on the composition of atmospheres of planets: for example, if for the Earth the brightest are the emission lines of excited atoms of oxygen and nitrogen in the visible range, for Jupiter - the emission lines of hydrogen in the ultraviolet. Since ionization by charged particles occurs most effectively at the end of the particle's path and atmospheric density decreases with increasing altitude in accordance with the barometric formula, the height of appearance of auroras depends strongly enough on the parameters of the planet's atmosphere, so, for Earth with its rather complex composition of atmosphere red glow of oxygen is observed at heights of 200-400 km, and joint glow of nitrogen and oxygen - at a height of ~110 km. In addition, these factors also determine the form of auroras - blurred upper and rather sharp lower boundaries. In the spectrum of auroras of the Earth most intense radiation of main components of atmosphere - nitrogen and oxygen; their emission lines are observed both in atomic and molecular (neutral molecules and molecular ions) states. The most intense are the emission lines of atomic oxygen and ionized nitrogen molecules. Oxygen glow is due to emission of excited atoms in metastable states with wavelengths of 557.7 nm (green line, lifetime 0.74 s) and a doublet of 630 and 636.4 nm (red region, lifetime 110 s). As a consequence, the red doublet is emitted at heights of 150-400 km, where due to high atmospheric rarefaction rates of excited states during collisions are low. Ionized nitrogen molecules emit at wavelengths of 391.4 nm (near ultraviolet), 427.8 nm (violet), and 522.8 nm (green). However, each phenomenon has its own unique gamut due to the variability of atmospheric chemistry and weather factors. (Полярное сияние, северное сияние (Aurora Borealis), южное сияние (Aurora Australis), аврора (Aurora), устар. «па́зори» — свечение (люминесценция) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра. В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызваны низкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу через северный и южный полярные каспы. В северном полушарии каспенные сияния можно наблюдать над Шпицбергеном в околополуденные часы. При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхней атмосферой происходит возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов в видимом диапазоне и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых атомов кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете. В спектре полярных сияний Земли наиболее интенсивно излучение основных компонентов атмосферы — азота и кислорода; при этом наблюдаются их линии излучения как в атомарном, так и молекулярном (нейтральные молекулы и молекулярные ионы) состоянии. Самыми интенсивными являются линии излучения атомарного кислорода и ионизированных молекул азота. Свечение кислорода обусловлено излучением возбуждённых атомов в метастабильных состояниях с длинами волн 557,7 нм (зелёная линия, время жизни 0,74 с) и дублетом 630 и 636,4 нм (красная область, время жизни 110 с). Вследствие этого красный дублет излучается на высотах 150—400 км, где из-за высокой разрежённости атмосферы низка скорость гашения возбуждённых состояний при столкновениях. Ионизированные молекулы азота излучают на длинах волн 391,4 нм (ближний ультрафиолет), 427,8 нм (фиолетовый) и 522,8 нм (зелёный). Однако каждое явление обладает своей неповторимой гаммой в силу непостоянства химического состава атмосферы и погодных факторов.)