Почему ночное небо иногда светится?

В определённых условиях ночью можно заметить слабое свечение неба (от англ. – airglow), которое может иметь зелёные, оранжевые или красный оттенки (не путать с полярным сиянием). Однако его яркость чрезвычайно мала — оно менее заметно, чем свет от звёзд, не говоря уже о свете Луны. Тем не менее, этот феномен объясняет, почему ночное небо никогда не бывает абсолютно тёмным, даже при отсутствии света от звёзд и отражённого солнечного света.

В дневное время такое свечение в тысячу раз ярче, но наблюдать его в этот период крайне сложно из-за интенсивного солнечного света, который его полностью перекрывает. А ночью оно едва уловимо невооружённым глазом, к тому же только за пределами крупных городов, которые являются сами по себе источниками искусственного светового загрязнения.

Явление впервые было зафиксировано шведским учёным Андерсом Ангстремом в 1868 году. С тех пор оно стало предметом как астрономических наблюдений, так и лабораторных исследований метеорологов и физиков. Учёные установили, какие химические реакции способны вызывать электромагнитное излучение, и какие из них реально происходят в атмосфере Земли. Астрономические данные подтвердили наличие именно такого типа излучения.

Свечение неба связано с процессами в верхней атмосфере, среди которых преобладающими являются такие:

• Рекомбинация ионов (процесс, обратный ионизации), образующихся под действием солнечного излучения в дневное время;

• Люминесценция — холодное свечение, вызванное прохождением космических лучей сквозь толщу атмосферы;

• Хемилюминесценция — свечение, возникающее в результате химических реакций, чаще всего между кислородом, азотом и гидроксильными радикалами на высотах в сотни километров.

В тёмное время суток собственное свечение неба может быть достаточно заметным и часто воспринимается как голубоватое. Хотя оно распределено равномерно, визуально его яркость наиболее выражена в области примерно в 10° над горизонтом.

Один из наиболее ярких источников свечения — натриевый слой, толщиной 10 – 20 км, расположенный примерно на высоте 100 км. Ионы натрия, хоть и присутствуют в ничтожных количествах, испускают характерный жёлтый свет.

Среди других химических процессов, вызывающих свечение, — образование молекулы окиси азота (NO) из атомов азота и кислорода. При этом высвобождается фотон. Кроме того, участие в этом явлении принимают гидроксильный радикал, молекулярный кислород, а также атомы натрия и лития.

Интенсивность свечения непостоянна и, вероятно, зависит от геомагнитной активности Земли. В городах, из-за сильной засветки, оно почти неразличимо, даже при длительной экспозиции фотоаппарата. Лучшие условия для наблюдения — в удалённых от цивилизации местах: в горах, пустынях или на море.