Каждое другое явление в этой вики невидимо, если только вы не читаете график. Полярное сияние — исключение: единственный элемент космической погоды, который можно наблюдать, стоя на улице. Это также самая прямая, буквальная сигнатура текущей геомагнитной бури, поэтому его внешний вид, цвет и протяженность несут реальную информацию о том, что происходит в околоземном пространстве в данный момент.

Северное сияние (Aurora borealis) и южное сияние (Aurora australis) — это естественные световые явления, возникающие, когда заряженные частицы солнечного ветра или КВМ направляются по линиям магнитного поля Земли к полярным областям, где сталкиваются с кислородом и азотом в верхних слоях атмосферы. Эти столкновения возбуждают молекулы газа, которые затем выделяют лишнюю энергию в виде фотонов видимого света — та же физика, что и в неоновой вывеске, только ускорителем служат солнечный ветер и магнитное поле Земли.

В нормальных условиях эта активность концентрируется в кольцеобразной области вокруг каждого магнитного полюса, называемой авроральным овалом, которая приблизительно центрирована на геомагнитном, а не географическом полюсе. Поэтому лучшие регулярные места для наблюдения (север Скандинавии, Исландия, Аляска, север Канады) не совпадают точно с географической широтой.

Цвет зависит от того, какой газ возбуждается и на какой высоте, поскольку разные газы при разной плотности атмосферы излучают свет на разных длинах волн:

Цвет Газ Примерная высота

Зелёный доминирует в большинстве проявлений отчасти потому, что кислород на этой высоте обилен и реагирует быстро (его зелёное излучение занимает около 3 секунд), тогда как красное излучение от кислорода выше занимает около двух минут — к тому времени столкновения на меньших высотах уже часто расходуют доступную энергию. Поэтому красное сияние обычно появляется во время самых интенсивных бурь, когда достаточно энергичных частиц проникают глубоко и быстро, чтобы подсветить несколько высотных слоёв одновременно.

Размер аврорального овала не фиксирован — он расширяется к экватору по мере увеличения геомагнитной активности. Поэтому Kp является наиболее надёжным предиктором того, насколько далеко на юг (или на север для южного полушария) сияние может быть видно в данную ночь. Во время супербури G5 в мае 2024 года овал расширился настолько, что сияние было видно вплоть до Пуэрто-Рико и северной Мексики — необычайный охват по сравнению с типичной видимостью только в высоких широтах в спокойные ночи.

Связанное, но отдельное явление, о котором стоит знать, — это устойчивая красная дуга (SAR-дуга) — diffuse красное свечение, которое может появляться в средних широтах во время больших бурь по другому механизму (энергичные частицы в кольцевом токе нагревают верхнюю атмосферу изнутри, а не за счёт прямого осаждения частиц), поэтому оно не всегда проявляется в виде структурированных занавесей и лучей, обычно ассоциируемых с термином «полярное сияние».

Оба явления — фактически зеркальные отражения, движимые одними и теми же частицами солнечного ветра, направленными к противоположным магнитным полюсам одновременно. Сильная геомагнитная буря обычно вызывает сияние сразу на обоих полюсах, видимое наблюдателям в каждом полушарии в одну и ту же ночь. Однако они не полностью идентичны: из-за того, что магнитное поле Земли не является идеально симметричным диполем, два авроральных овала могут несколько различаться по форме, размеру и времени появления во время данного события.

Помимо самой геомагнитной активности, для наблюдения необходимы по-настоящему тёмное, безоблачное небо вдали от светового загрязнения, желательно в часы около местной полуночи, когда место наблюдения оказывается прямо под авроральным овалом. Активность сияния также имеет умеренный сезонный сдвиг к неделям вокруг весеннего и осеннего равноденствия, когда ориентация магнитного поля Земли и магнитного поля набегающего солнечного ветра способствует более эффективному магнитному пересоединению.

Само полярное сияние не является опасностью — это видимый побочный продукт того же энергетического воздействия, которое вызывает установленные, измеримые эффекты, описанные в статье о геомагнитных бурях этой вики: колебания энергосетей, ухудшение работы GPS и радиопомехи. Его основная практическая ценность — это визуальное подтверждение в реальном времени того, что буря, которую вы иначе могли бы увидеть только на графике, действительно происходит.

Поскольку полярное сияние и возможные эффекты на здоровье человека, обсуждаемые в статьях этой вики о метеопатии и циркадных ритмах, имеют один и тот же основной триггер — геомагнитные возмущения, — видимое сияние фактически является подтверждением того, что условия, на которые, по сообщениям, реагируют некоторые люди, активно действуют в эту ночь, а не отдельным эффектом как таковым.