Чому нічне небо іноді світиться?

За певних умов вночі можна помітити слабке світіння неба (від англ. - airglow), яке може мати зелені, помаранчеві або червоні відтінки (важливо не плутати із полярним сяйвом). Втім, його яскравість надзвичайно мала — воно менш помітне, ніж світло від зірок, не говорячи вже про світло Місяця. Але цей феномен пояснює, чому нічне небо ніколи не буває абсолютно темним, навіть за відсутності світла від зірок та відбитого сонячного світла.

У денний час таке світіння в тисячу разів яскравіше, але спостерігати його в цей період вкрай складно через інтенсивне сонячне світло, яке його повністю перекриває. А вночі воно ледве вловимо неозброєним оком, до того ж тільки за межами великих міст, які є джерелами штучного світлового забруднення.

Явище вперше було зафіксовано шведським вченим Андерсом Ангстремом у 1868 році. З того часу воно стало предметом як астрономічних спостережень, так і лабораторних досліджень метеорологів та фізиків. Вчені встановили, які хімічні реакції здатні породжувати слабке електромагнітне випромінювання, і які реально відбуваються у атмосфері Землі. Астрономічні дані через деякий час підтвердили наявність такого типу випромінювання.

• Світіння неба пов'язане з процесами у верхній атмосфері, серед яких переважають наступні:

• Рекомбінація іонів (процес, зворотний іонізації), що утворюються під впливом сонячного випромінювання в денний час;

• Люмінесценція - холодне світіння, що виникає внаслідок проходження космічних променів крізь товщу атмосфери.

Хемолюмінесценція - світіння, що виникає в результаті хімічних реакцій, найчастіше між киснем, азотом та гідроксильними радикалами на висотах у сотні кілометрів.

У темний час доби власне світіння неба може бути досить помітним і часто сприймається як блакитне з зеленуватими відтінками. Хоча воно розподілено досить рівномірно на небосхилі, але візуально його яскравість найбільш виражена в області приблизно 10° над горизонтом.

Одне з найяскравіших джерел світіння - натрієвий шар, товщиною 10 - 20 км, розташований приблизно на висоті 100 км, тобто на умовній межі, де наша атмосфера поступово переходить у космічний простір. Іони натрію, хоч і присутні у незначних кількостях на таких висотах, випромінюють характерне жовте світло.

Серед інших хімічних процесів, що викликають світіння, - утворення молекули окису азоту (NO) з атомів азоту та кисню. У цьому процесі вивільняється фотон (тобто квант електромагнітного випромінювання). Крім того, участь у цьому явищі беруть гідроксильний радикал, молекулярний кисень, а також атоми натрію та літію.

Інтенсивність світіння непостійна і, ймовірно, залежить від геомагнітної активності Землі. У великих містах, через сильне штучне засвічення неба, воно майже невиразне, навіть при тривалій експозиції на фотоапараті. Найкращі умови для спостереження — у віддалених від цивілізації місцях: у горах, пустелях чи відкритому морі, а також у Антарктиці та Гренландії.