Почему Земля светится?

С приходом ночи ранее скрытые источники света начинают освещать пространство. Огни городов зажигаются на поверхности Земли. Постоянное свечение атмосферы витает в верхних слоях. За пределами Земли звездный свет заполняет темноту космоса.

Из космоса мы можем получить уникальные виды этих ночных огней. 7 октября астронавт на борту МКС сделал этот снимок, находясь на орбите на высоте более 400 километров над Австралией. В этом ракурсе звезды кажутся более многочисленными вдоль центра изображения, где плоскость нашей дискообразной галактики Млечный Путь простирается в космос.

Оранжевые (на фото) и зеленые (на видео ниже) оттенки, обволакивающие Землю — это свечение атмосферы. Данное явление происходит, когда молекулы (главным образом азот и кислород) «подпитываются» ультрафиолетовым излучением от Солнца. Чтобы высвободить эту энергию, атомы в нижней атмосфере сталкиваются друг с другом и теряют энергию при столкновении. Но верхняя атмосфера тоньше, поэтому атомы в ней сталкиваются реже. Вместо этого они освобождают свою энергию, испуская фотоны. В итоге возникает свечение атмосферы.

Однако иногда свечение может быть вызвано и столкновениями. Этот вид свечения называется хемилюминесценцией или ночным свечением. Яркий зеленый свет в первые несколько секунд видео — результат соединения атомов кислорода в молекулы кислорода.

Другие реакции дают в итоге красный, голубой, ультрафиолетовый, и инфракрасный свет. Видео ниже было составлено из фото, сделанных космонавтом в течение 26 минут 7 октября. МКС пролетела над Бангладеш, Австралией, а затем над Новой Зеландией. Обратите внимание на молнии, которые также освещают атмосферу.

Свечение атмосферы приоткрывает завесу тайны над процессами, которые происходят в верхних слоях нашей атмосферы. Оно может помочь ученым узнать больше о движении частиц вблизи границы космоса, включая связь между космической и земной погодой.

По словам астрофизика из Центра космических полетов Годдарда НАСА Сары Джонс, свечение атмосферы — это отличный инструмент для ученых, раскрывающий информацию об условиях в верхних слоях атмосферы, в том числе — о температуре, форме и содержании различных типов газов. Спутники — один из способов изучения этой зоны. Спутник НАСА Ionospheric Connection Explorer (ICON), который планируется запустить в конце 2018 года, поможет ученым проследить за физическими процессами там, где атмосфера Земли взаимодействует с околоземным пространством.