★★☆ Середній

🌌 Полярне Сяйво

Спостерігайте, як електрони сонячного вітру спіраллю рухаються вздовж магнітних силових ліній Землі, стикаються з атомами кисню і азоту на висоті 80–300 км і змушують їх випромінювати характерні кольори сяйва. Регулюйте активність сонячного вітру, енергію частинок і геомагнітну широту.

Активність:

Інтенсивність сон. вітру (Кп) Кп 3

Енергія частинок (кеВ) 10 кеВ

Геомагн. широта (°) 65°

Швидкість симуляції 1.0×

Індекс Кп: 3 Активних частинок: 0 Висота: 80–300 км Домінантний колір: Зелений (O 557,7 нм)

Зелений — O(¹S) на 100–150 км

Червоний — O(¹D) на 200–300 км

Фіолетовий — N₂ на 80–100 км

Фізика полярного сяйва

Електрони (та деякі протони) сонячного вітру потрапляють у полярні каверни вздовж відкритих силових ліній. Вони спіраллю рухаються навколо ліній завдяки силі Лоренца F = qv × B (радіус гірорезонансу r = mv⊥/qB). Зіштовхуючись з O і N₂ в термосфері, вони збуджують електрони на вищі орбіталі. Повернення в основний стан супроводжується випромінюванням: зелений (O, 557,7 нм, 100 км), червоний (O, 630 нм, >200 км), синьо-фіолетовий (N₂, <100 км). Індекс Кп ≥ 5 — геомагнітна буря.

Кольори полярного сяйва

Зелений (557,7 нм) — Найпоширеніший. Атом кисню, збуджений на висоті 100–150 км. Перехід ¹S → ¹D з часом життя ~0,7 с.

Червоний (630 нм) — Сяйво на великих висотах (>200 км). Перехід ¹D → ³P в атомі кисню, але дуже повільний (110 с) — можливий лише там, де атмосфера достатньо розріджена.

Фіолетовий/Синій — Низькі висоти (<100 км). Збуджені електронні стани молекулярного азоту N₂. Вимагає дуже енергійних частинок.

Індекс Кп — Планетарний індекс геомагнітних збурень (0–9). Кп ≥ 5 — геомагнітна буря. Під час екстремальних подій (Кп 9, травень 2024) сяйво видно до 40° широти.