Сполохами именуют на Севере полярные сияния, одно из самых прекрасных явлений в природе. Формы их весьма разнообразны: то это необычные яркие столбы, то это изумрудно-зеленые, с красной бахромой занавеси, пылающие долгие ленты, расходящиеся многоцветные лучи-стрелы, в противном случае и просто бесформенные яркие, иногда цветные пятна на небе. Причудливый свет на небе блещет, как пламя, охватывая иногда больше чем полнеба. Эта фантастическая игра природных сил продолжается пара часов, то угасая, то разгораясь.
Полярные сияния значительно чаще наблюдаются в полярных государствах, откуда и происходит их наименование (раньше их именовали северными сияниями). Но время от времени они бывают видны не только на далеком Севере, что разъясняется повышением мощности возбудителя свечения — солнечного ветра. В ночь на 26 января 1938 г. полярное сияние видели кроме того на Южном берегу Крыма. Наблюдатели обрисовывали его как зарево далекого большого пожара на фоне безоблачного звездного неба в северной его стороне. Сияние имело густо-малиновый цвет. Оно ослабевало и усиливалось. На красном фоне громадного пятна неправильной размытой формы временами появлялись вертикальные куски белого цвета, создавая чувство лучей далеких прожекторов.
Что же есть обстоятельством полярных сияний? Чем они вызываются? В то время, когда их оптимальнее замечать?
Начало изучению полярных сияний положил великий русский ученый М. В. Ломоносов, высказавший мнение, что обстоятельством этого явления помогают электрические разряды в разреженном воздухе.
Полярные сияния — это свечение верхних, весьма разреженных слоев воздуха на высоте в большинстве случаев от 80 до 1000 км. Свечение это происходит под влиянием скоро движущихся электрически заряженных протонов (и частиц электронов), излучаемых Солнцем. Сотрудничество солнечного ветра с магнитным полем Почвы ведет к повышенной концентрации заряженных частиц в территориях, окружающих геомагнитные полюсы Почвы. Конкретно в этих территориях и отмечается громаднейшая активность полярных сияний.
Столкновения стремительных протонов и электронов с атомами азота и кислорода, и с молекулами азота приводят их в возбужденное состояние. Выделяя избыток энергии, атомы кислорода дают броское излучение в зеленой и красной областях спектра, молекулы азота — в фиолетовой. Сочетание всех этих излучений и придает полярным сияниям прекрасную, довольно часто изменяющуюся цветовую окраску. Такие процессы смогут происходить лишь в высоких слоях воздуха, в силу того, что, во-первых, в низких плотных слоях молекул воздуха и столкновения атомов между собой сходу отнимают у них энергию, приобретаемую от солнечных частиц, а во-вторых, сами космические частицы не смогут попадать глубоко в земную воздух.
Полярные сияния происходят чаще и бывают бросче в годы максимума солнечной активности, а также в дни появления на Солнце замечательных групп пятен, вспышек и т. п., так как с увеличением солнечной активности улучшается интенсивность солнечного ветра — главного фактора, возбуждающего свечение полярных сияний.
Сейчас полярные сияния исследуются кроме этого посредством неестественных спутников Почвы. Они уже подтвердили, что возбуждают свечение по большей части электроны.
Полярные сияния смогут происходить и в воздухах вторых планет, к примеру в воздухе Венеры.