Статьи (Аналитика) | Параллельные тексты | Видеоматериалы | Словари | Топики | ЧаВо | Книжные магазины | Распродажа учебников | Ссылки на тесты | Новости | ЕГЭ

Energy puzzle.
Энергия головоломки.

But for such a well-known phenomenon, it’s amazing how little we know about the science beyond the basics. Thanks to work by Norwegian physicist Kristian Birkeland at the turn of the 20th Century, what we know is that auroral activity coincides with sunspots – darker, cooler regions of intense magnetic activity on the Sun’s surface. Birkeland said that currents flowing through the gas of the upper atmosphere caused the light show; in the same way that our modern-day neon lights work. “[Aurora] occur where energised particles coming from the sun interact with the Earth’s magnetic field,” says Lawrence.

Мы удивительно мало знаем о научной основе поразившего нас явления. Благодаря работе норвежского физика Кристиана Биркеланд на рубеже 20-го века, мы знаем, что полярные сияния совпадают с пятнами на Солнце – темными регионами с интенсивной магнитной активностью на поверхности Солнца. Биркеланд установил, что токи, протекающие через газы верхней атмосферы, вызвают световое шоу; таким же образом работают современные неоновые огни. "Аврора» случается там, где заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем Земли", - говорит Лоуренс.

What we also know is that Aurora are inextricably linked with the activity of the Sun, and that solar activity appears to go through 11-year cycles. When it is at its most active, the so-called solar maximum, there are more sunspots present, and therefore more flares releasing powerful bursts of energy into space, as well as sprays of hot ionised gases, or plasma, that scientists call the solar wind. In theory, this should lead to bigger and brighter displays; however, it’s not quite that clear-cut.

Мы также знаем, что полярные сияния неразрывно связаны с активностью Солнца и солярной активностью, проявляющейся в течении 11-летних циклов. Когда оно наиболее активно, достигает так называемого солярного максимума, на нем возникает больше пятен, и, следовательно, больше вспышек, выпускающих мощные всплески энергии в космос, а также брызги горячих ионизированных газов или плазмы, которые ученые называют солнечными ветрами. В теории это должно привести к большим и ярким световым шоу, однако, это не совсем так.

At the moment we are heading towards the peak of the current cycle, and Nasa had predicted that the northern lights would be the brightest and most intense for 50 years. But as it’s turned out this is a weak solar maximum, according to Mark Lester, who studies Solar Terrestrial Physics at the University of Leicester. And it’s not as simple to say we see less aurora during a solar minimum, either. There are two large, shifting ovals of auroral activity around the geomagnetic poles – one in the northern hemisphere, the other in the southern hemisphere (where the Southern Lights, or Aurora Australis can be seen). During a solar minimum what you get is aurora at a contracted aurora oval, so not at the place you imagine it to be at,” says Lester.

На данный момент мы приближаемся к пику текущего цикла. Ученые в НАСА предсказали, что северное сияние будет самым ярким и интенсивным за последние 50 лет. Но оказалось, этот солнечный всплеск слабый; по словам Марка Лестера, изучающего солнечно-земную физику в Университете Лестера. Неверно будет сказать, что мы наблюдаем более слабые сияния Авроры во время минимальной солнечной активности. Есть два больших, непостоянных овала активности вокруг геомагнитных полюсов - один в северном полушарии, другой в южном полушарии (где можно наблюдать южное сияние, или Aurora Australis). «Во время солнечного минимума вы можете не понять, что увидели сияние", - говорит Лестер.

Auroras are elusive in other ways that fascinate scientists. For instance, where do the energised particles that cause the aurora actually come from. “Not directly from the sun. Lots of people get confused by this,” says Lester. As particles stream towards Earth, they hit the edge of the planet's magnetic “force field”, the magnetosphere. The field guides solar particles towards the poles, where they slam into the Earth's atmosphere and emit light. “You have to have interaction between the magnetosphere and the solar wind,” says Lester. “But this is not always what causes the brightness you see.” Several processes can cause the type of effect on particles that leads to aurora, which throws up bigger questions, like how energy flows through the solar system, how it interacts with Earth and other planets, and how the solar wind affects planets. “Although we understand the basic mechanisms, we don’t understand how it works dynamically,” says Dr Darren Wright, also at the University of Leicester.

Полярные сияния настолько разнообразны и неуловимы, что завораживают даже ученых. Например, они не могут понять, где на самом деле появляются заряженные частицы, вызывающие полярные сияния. "Это сияние не исходит непосредственно от Солнца, как думают многие люди", - говорит Лестер. - «Как поток частиц, направленных к Земле, они попадают на край магнитного поля планеты. Поле отталкивает частицы к полюсам, где они врезаются в атмосферу Земли и испускают свет. При этом долны быть взаимодействия магнитосферы и солнечного ветра", - говорит Лестер. «Но это не всегда вызывает сияние, видное невооруженным глазом. Возникают все новые вопросы, как распространяется энергия по Солнечной системе, как взаимодействует с Землей и другими планетами. Мы все еще не понимаем, как это работает», - говорит его коллега доктоо Даррен Райт.

There’s a growing need to answer these questions. As those who return home disappointed from a northern lights trip can testify, we can’t really predict auroras. From the vantage point of our own planet we are able to monitor the aurora in real time and combine with satellite measurements, such as those from the International Solar-Terrestrial Physics (ISTP) programme, an international effort run between Nasa, the European Space Agency, and Japan's Institute of Space and Astronautical Science. But despite the tremendous progress, aurora prediction doesn’t come with any guarantees.

Потребность найти ответы на эти вопросы только возрастает. Те, кто возвращаются домой разочарованными после совершенной северной поездки могут подтвердить: мы не можем предсказать появление северного сияния. Мы можем контролировать Аврору только в реальном времени, в сочетании с измерениями спутников. Например, по международной программе Solar-Terrestrial Physics этим занимаются НАСА, Европейское космическое агентство и Институт космических исследований и астронавтики из Японии. Но, несмотря на огромный прогресс, предсказать северные сияния по прежнему невозможно.

This isn’t just an annoying inconvenience to hopeful travelers and stargazers. The more we become reliant on satellite technology, the more we need to forecast space weather more effectively, Sat-navs, such as those used to guide us to our location in Lapland rely on satellites, and these could potentially be damaged by the aurora. “If you get a big burst of activity from the sun, that can knock out some of the systems,” says Lawrence. A burst of solar activity can also affect many things here on Earth. In 1989, magnetic storms associated with an aurora caused a collapse of the Quebec power grid, leaving six million Canadians without electricity for hours. “If the aurora expand to lower latitudes than normal, “there could be problems to oil pipelines, transformers, power girds, anything with a metal conductor,” adds Lester.

Это не просто раздражает не теряющих надежду путешественников и звездочетов. Чем больше мы стали полагаться на спутниковую технологию, тем эффективнее мы должны прогнозировать космическую погоду. Кроме того, оборудование может быть повреждено северным сиянием: «Если на Солнце будет большой всплеск активности, это может вывести из строя все системы. С древних времен люди заметили влияние солнечной активности на нашу жизнь. В 1989 году «Аврора» оставила без света шесть миллионов канадцев в Квебеке. Могут быть проблемы со всем, включая металлические проводники», - добавляет Лестер.