Как солнечный ветер растягивает магнитный хвост Земли
Солнечный ветер — поток заряженных частиц от Солнца — обтекает магнитное поле Земли и сжимает его со стороны Солнца. На ночной стороне поле вытягивается далеко в космос, образуя магнитный хвост. В нём линии поля могут накапливать напряжение, как растянутая упругая лента, хотя сами магнитные линии — не материальные нити.
Что значит «пересоединение» поля
В хвосте встречаются области, где магнитное поле направлено противоположно. При магнитном пересоединении его структура быстро меняется: линии поля разрываются и соединяются с другими. Это не буквальный разрыв вещества, а перестройка поля, при которой часть накопленной энергии превращается в движение заряженных частиц.
Некоторые из этих частиц устремляются к Земле и вдоль магнитного поля попадают в верхние слои атмосферы — преимущественно в области вокруг полюсов. Там они сталкиваются с атомами и молекулами газов, передавая им энергию.
От столкновения — к свечению
Получив энергию, атом или молекула переходит в возбуждённое состояние. Вскоре он возвращается к более устойчивому состоянию и испускает свет. Цвет зависит от того, какой газ участвует в столкновениях и на какой высоте это происходит: кислород часто даёт зелёное или красное свечение, а азот — синие и фиолетовые оттенки.
Поэтому сияние — видимый след длинной цепочки событий: солнечный ветер меняет форму земного магнитного поля, его перестройка направляет частицы к атмосфере, а столкновения заставляют верхние слои воздуха светиться. Небесные дуги и ленты показывают не сам магнитный хвост, а места, где энергия этого процесса достигает атмосферы.
