Почему северное сияние разного цвета: кислород и азот

Где вы стоите

Почему северное сияние разного цвета: кислород и азот испускают разный свет, а высота определяет, какие переходы успеют завершиться до столкновения с соседней частицей. В экспонате это можно наблюдать над арктической долиной шириной около 700 m. На фотографиях обычно виден яркий зелёный занавес над тёмным пейзажем, часто с озером или фьордом, повторяющим его вверх ногами. Здесь вы стоите внутри такого снимка, ночью на берегу замёрзшего озера в маленькой арктической деревне. Позади бревенчатые дома, на западе ельник, на востоке холм со смотровой башней, за озером небольшая обсерватория. Небо рассчитывает сияние по тем же величинам, которыми его описывают учёные.

Ширина долины около 700 m. Деревня занимает плоскую террасу посередине: двенадцать домов со светящимися окнами, деревянная часовня с часами, сауна и причал, выходящий на лёд. Северное озеро покрыто чёрным льдом со снежными наносами. Укатанная санная дорожка огибает озеро и проходит через лес. На холме высотой 34 m стоит башня высотой 9 m, с которой видно всё небо. В обсерватории находятся домик магнитометра, камера всего неба под стеклянным куполом и стенд с двумя экранами измерений.

Небо можно менять. Управление задаёт силу бури (индекс Kp), энергию электронов, время, дату, место, облачность, Луну и выдержку камеры. Каждый параметр меняет сияние так, как это происходит в природе. Слева показаны причины: геомагнитная широта, положение края аврорального овала, высоты зелёного и красного света и положение Солнца. Небольшая карта сверху показывает овал со стороны полюса с отметкой вашего места.

Первые десять секунд

Экспонат открывается поздним февральским вечером на широте Tromsø в северной Норвегии, при Kp 3+, незадолго до магнитной полуночи. Идёт взрывная фаза суббури: занавесы ярче вспыхивают, складываются и выпускают лучи вверх, а чистый лёд озера повторяет их. Потяните изображение, чтобы посмотреть вверх. Зелёный свет начинается примерно в 100 km над вами. В такую ясную ночь он способен слегка окрасить снег в зелёный цвет.

Откуда берётся свет

Сияние возникает, когда быстрые электроны сталкиваются с воздухом. Центр прогнозирования космической погоды NOAA объясняет: электроны ускоряются в ночном хвосте магнитного поля Земли и ближе к Земле вдоль авроральных силовых линий. Они спускаются вдоль поля в верхнюю атмосферу у полюсов и сталкиваются с кислородом и азотом. Атомы и молекулы получают энергию и возвращают её в виде света, как газ в неоновой вывеске. Протоны тоже вызывают сияние, но оно слабое, размытое и обычно плохо различимо.

Место определяют силовые линии. У экватора они проходят высоко над землёй и замыкаются далеко в космосе, у полюсов круто уходят в атмосферу. Электроны спускаются вдоль линий, вытянутых в ночной хвост. Эти линии встречаются с землёй в полосе вокруг каждого магнитного полюса. По данным NOAA, сияние обычно возникает на высоте от 80 до 500 km. Лучше всего его наблюдать под полосой примерно между 60° и 75° широты, где оно видно более чем в половине ночей года.

Энергия поступает от Солнца, но не напрямую. Солнечный ветер, разреженный поток заряженных частиц, давит на магнитное поле и вытягивает его в длинный хвост на ночной стороне. Там энергия накапливается и высвобождается порциями. Когда Земли достигает корональный выброс массы, большое облако солнечной плазмы, поле возмущается сильнее, а сияние становится ярче и смещается к экватору.

Почему зелёный и почему красный

Большинство цветов даёт атомарный кислород. В материалах NOAA Science On a Sphere самый частый цвет описан как бледный желтовато-зелёный на точной длине волны 557,7 nm. Другой распространённый цвет, красное свечение при 630,0 nm, тоже даёт кислород. Нижние края лучей могут быть сине-фиолетовыми при 427,8 nm из-за ионов азота. NASA указывает высоты: зелёный примерно между 100 и 200 km, красный выше 200 km, синий азотный между 100 и 200 km, розовый или красновато-фиолетовый азотный ниже примерно 100 km.

Почему один атом светится внизу зелёным, а вверху красным? Состояние кислорода, дающее зелёную линию, обычно испускает фотон примерно за секунду. Состояние красной линии живёт гораздо дольше, в среднем около 110 секунд. В разреженном воздухе выше 200 km возбуждённый атом может столько ждать без столкновения, поэтому красный свет успевает появиться. Ниже столкновения так часты, что атом сначала отдаёт энергию соседу. Красный свет не возникает. В моделях излучения 630,0 nm это называют тушением. Высота сортирует цвета: сверху красный, посередине зелёный, у нижнего края более быстрые переходы азота.

Экспонат строит каждый занавес из четырёх слоёв по этим правилам. Шейдер прослеживает каждый луч зрения через атмосферу над искривлённой Землёй, от 85 km до верха красного слоя. На каждой высоте луч пересекает рисунок занавеса и добавляет свет ярких там слоёв. Поэтому низ занавеса резкий и зелёный, а верх плавно переходит в красный.

Каждой высоте свой цвет

Включите высотную линейку для сравнения со знакомыми объектами. Рост человека 1,7 m. Авиалайнер летит примерно на 11 km. Вершина Everest немного ниже 9 km. Зелёный свет начинается около 100 km, примерно на девяти высотах авиалайнера и в 59 000 раз выше манекена на берегу. Международная космическая станция обращается примерно на 410 km, в диапазоне красного слоя, поэтому космонавты часто смотрят на зелёный вниз, а на красный сбоку.

Линейка находится не ближе 450 km от вас в направлении сияния, чтобы 100 km и 400 km поместились в одном поле зрения. Из-за кривизны Земли отметки расположены неравномерно: издали высота 400 km выглядит всего в несколько раз выше над горизонтом, чем 100 km.

Энергия электрона определяет высоту

Глубина проникновения электрона зависит от его энергии. Быстрый электрон проходит дальше в уплотняющемся воздухе, прежде чем отдаст всю энергию. Исследования высыпаний электронов помещают максимум ионизации около 110 km для 10 keV и около 250 km для энергий ниже 0,1 keV. Электроны около 100 keV достигают примерно 80 km. Здесь используется плавная кривая через такие значения: 0,1 keV останавливается около 235 km, 1 keV около 145 km, 3 keV около 125 km, 10 keV около 110 km, 30 keV около 96 km, 100 keV около 80 km.

Ползунок энергии показывает последствия. Мягкие электроны ниже примерно 1 keV дают свет высоко, где сохраняется красная линия, и сияние краснеет. Жёсткие электроны с энергией 20 keV и выше опускают занавесы ниже 100 km и создают розовую азотную кромку. Большинство ярких занавесов вызывают электроны в несколько keV; с этого начинается ползунок.

Овал: кольцо, а не шапка

Сияние часто представляют как свечение над Северным полюсом. Из космоса это кольцо. NOAA описывает два овала вокруг магнитных полюсов. В спокойное время кольцо шириной несколько сотен километров находится далеко от географического полюса. Сам Северный полюс обычно внутри, под полярной шапкой с малым количеством сияний. Поэтому лучшие места наблюдений находятся в Tromsø, Kiruna, Fairbanks и Yellowknife, а не на полюсе.

Кольцо центрировано не на географическом, а на геомагнитном полюсе. Модель поля IGRF помещала его в 2025 году примерно на 80,8° N, 72,6° W, над канадской Арктикой в сторону Greenland. Это около 1000 km от Северного полюса. Кольцо также несимметрично: ночью оно дальше вытянуто к экватору, чем днём. Ранние спутники снимали почти круг, смещённый от полюса. Holzworth и Meng в 1975 году показали, что смещённая окружность с малыми поправками хорошо его описывает.

Маленькая карта рисует используемый овал сверху, с магнитной полуночью внизу. При изменении времени Земля вращается под овалом, неподвижным относительно Солнца. При повышении Kp кольцо растёт.

Почему буря сдвигает овал к экватору

Овал находится там, где силовые линии ночного хвоста достигают земли. При усилении давления солнечного ветра, особенно когда его магнитное поле направлено к югу, больше земных линий размыкается и вытягивается в хвост. Полярная шапка открытых линий растёт, а вместе с ней растёт окружающий овал. Holzworth и Meng нашли по спутниковым снимкам связь его размера с южной составляющей поля солнечного ветра. Carbary по ультрафиолетовым изображениям спутника NASA Polar получил правило для самой яркой части: она движется примерно на 1° геомагнитной широты к экватору при каждом увеличении Kp на единицу.

Поэтому сильная буря не всегда полезна арктическим городам. При Kp 7 край овала в модели опускается к полуночи примерно до 53°. Tromsø на 67,5° оказывается ближе к полюсу, чем самая яркая часть, и занавесы видны на юге. Экскурсия показывает это при взгляде на юг поверх деревни.

Kp, число силы бури

Индекс Kp измеряет возмущённость земного магнитного поля. Его вычисляют каждые три часа по магнитометрам 13 обсерваторий на субавроральных широтах. Шкала от 0 до 9 идёт третями: 0, 0+, 1-, 1, 1+ и далее до 9, всего 28 ступеней. NOAA использует её для геомагнитных бурь: Kp 5 соответствует слабой буре (G1), Kp 6 умеренной (G2), Kp 7 сильной (G3), Kp 8 очень сильной (G4), Kp 9 экстремальной (G5). NOAA ожидает G5 около четырёх раз за 11-летний цикл.

Та же таблица даёт приблизительную дальность видимости. При Kp 5 сияние обычно видно в высоких широтах, например в северном Michigan и Maine. При Kp 6 его наблюдали до New York и Idaho, обычно около 55° геомагнитной широты; при Kp 7 до Illinois и Oregon, обычно 50°; при Kp 8 до Alabama и северной California, обычно 45°; при Kp 9 до Florida и южного Texas, обычно 40°.

Ползунок использует те же трети. Подпись соответствует принятой записи: 3+ означает три и одну треть.

Как модель размещает овал

Край овала здесь основан на одном исследовании. Gussenhoven, Hardy и Heinemann использовали электронные детекторы метеоспутников DMSP F2 и F4, многократно пересекающих авроральную зону за сутки, чтобы найти экваториальный край диффузного сияния. Для каждого часа магнитного местного времени они подбирали прямую Λ = Λ0 + α·Kp, где Λ обозначает исправленную геомагнитную широту края. Около магнитной полуночи (00 до 01 MLT) зависимость равна 66,1° − 1,99° × Kp, около полудня, в 11 до 12 MLT, она равна 70,1° − 1,25° × Kp. Ночью край смещается примерно на 2° к экватору за единицу Kp, днём меньше.

Экспонат плавно соединяет часовые зависимости и заполняет два пропуска (02 до 04 MLT и 13 до 15 MLT) прямыми между соседними часами. Выборка достигает примерно Kp 6, поэтому значения Kp 7, 8 и 9 получены экстраполяцией. Таблица сопоставляет модель с описаниями NOAA: их обычные границы лежат между положением края прямо над наблюдателем и самой дальней точкой, где красный верх только появляется над горизонтом.

Ширина яркого пояса задана нашим приближённым правилом, а не подбором к данным: около 8° в спокойную полночь, с расширением на 0,4° за единицу Kp, и около 7° в полдень. Яркость максимальна перед полуночью и минимальна около полудня. Собственный 30-минутный прогноз NOAA использует другую модель, OVATION Prime, основанную на измерениях солнечного ветра, а не на Kp.

Ваша геомагнитная широта

Поскольку центр овала лежит на геомагнитном полюсе, географическая широта мало помогает. Tromsø на 69,7° N находится примерно на 67,5° геомагнитной широты. Fairbanks на 64,8° N лежит около 65,6°, потому что Alaska находится со стороны наклона геомагнитного полюса. Seoul на 37,6° N имеет лишь около 28,9°, так как Восточная Азия лежит с противоположной стороны. Город на той же географической широте в Европе или Северной Америке имел бы больше шансов.

Откройте «Моё место», выберите город, используйте геолокацию или введите широту и долготу. Экспонат вычисляет геомагнитную широту по диполю IGRF и показывает два Kp: когда край овала окажется над головой в магнитную полночь и когда красный свет с верха сможет появиться над горизонтом. Список городов в справочнике делает то же для 40 мест от Tromsø и Longyearbyen до Singapore. Вводимые данные остаются на устройстве.

Как увидеть сияние издалека

Необязательно находиться под овалом. Свет занавеса на высоте 100 km виден издалека низко над горизонтом, как далёкий горный хребет. Кривизна Земли ограничивает расстояние. Для свечения на высоте h самая дальняя точка, где оно касается горизонта, удалена по земной поверхности на угол θ, причём cos θ = R / (R + h). R равно радиусу Земли, 6371 km. Для 110 km получается около 10,6° широты, примерно 1200 km. Для 400 km получается около 19,8°.

Поэтому красный верх важен вдали от овала. В большой буре овал идёт к экватору, а красный слой поднимается выше, в этой модели до 475 km при Kp 9. Из города в 20° от него зелёные занавесы ниже горизонта, а красный верх немного выше.

В действительности геометрии недостаточно: мешают холмы, дымка, городской свет и слабость свечения у горизонта. Поэтому обычные границы NOAA в таблице находятся заметно ближе к полюсу, чем геометрический предел.

Корея и буря мая 2024 года

10 мая 2024 года серия корональных выбросов массы достигла Земли и вызвала первую с 2003 года бурю G5. NASA назвала её сильнейшей за 20 лет и отметила сообщения о сияниях до 26° магнитной широты. В модели при Kp 9 красный верх едва появляется над горизонтом до 27,2°, близко к сообщению.

Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) сообщил о наблюдениях из Кореи. Камера всего неба системы наблюдений верхней атмосферы TIMOS в Bohyunsan Observatory, работающая через красный фильтр 630,0 nm, зарегистрировала красный свет на севере. Широкоугольные телескопы KASI в Mongolia и United States тоже сняли красное сияние. Рано утром 12 мая любители из Yongin Children's Observatory сфотографировали его из Hwacheon в Gangwon. KASI отметил, что камера Bohyunsan уже фиксировала красное сияние 30 октября 2003 года во время хэллоуинских бурь. Позже исследователи описали большие изменения ионосферы над Кореей в ту же бурю: ночью полное электронное содержание выросло и возникли сильные сцинтилляции, а на следующий день оно упало более чем на 70% относительно нормы.

Экскурсия переносит вас в Seoul при Kp 9 около магнитной полуночи. Над северными хребтами видна лишь тонкая красная полоса, отражающаяся в озере. Примерно это и можно ожидать из Кореи, причём нужна одна из крупнейших бурь солнечного цикла.

Одна ночь: дуги, взрывная фаза, пятна

NOAA описывает типичную ночь. Вечером дуги тянутся от горизонта до горизонта. Ближе к полуночи они скручиваются и колышутся, как занавесы на ветру. Иногда быстро разрастаются на всё небо и становятся очень яркими: это максимум авроральной суббури. Рано утром формы становятся облачными, и диффузные пятна часто мигают часами.

Syun-Ichi Akasofu описал эту последовательность в 1964 году по фильмам камер всего неба и назвал авроральной суббурей. Энергия магнитного хвоста высвобождается, а взрывная фаза обычно начинается у магнитной полуночи. Пульсирующие утренние пятна создают электроны, рассеиваемые из магнитосферы волнами, называемыми хоровыми. Nishimura и коллеги в 2010 году показали, что пятна и волны включаются и выключаются вместе.

На ночной стороне при Kp 3 и выше экспонат повторяет такой цикл: около 40 секунд медленного усиления, около 20 секунд взрывной фазы с быстрыми лучами и расширением к полюсу, затем восстановление. Между 03 и 09 магнитного местного времени занавесы сменяются мигающими пятнами.

Магнитометр и камера всего неба

Во взрывной фазе примерно в 100 km над землёй вдоль сияния течёт сильный западный электроджет. Наземный магнитометр видит его как падение северной составляющей поля. Экран обсерватории рисует последние 60 секунд такого сигнала. При Kp 4 или 5 он падает на несколько сотен нанотесла, тогда как полное поле Земли около 50 000 nT. Сам Kp строится по похожим записям обсерваторий дальше от полюсов.

Рядом стоит камера всего неба: объектив «рыбий глаз» под стеклянным куполом снимает небо от горизонта до горизонта одним кадром. Север сверху, восток слева, поскольку вы смотрите вверх. Экран показывает тот же шейдер неба, который окружает вас, в проекции «рыбий глаз».

Полярная ночь и полярный день

Севернее полярного круга зимой Солнце некоторое время остаётся под горизонтом круглые сутки. Экспонат рассчитывает его положение по уравнениям NOAA и считает день полярной ночью, если солнечный центр в полдень остаётся ниже горизонта более чем на 0,833°. Угол учитывает преломление воздуха и радиус Солнца. Для Tromsø получаются 48 дней с 29 ноября до 15 января, для Longyearbyen на Svalbard 111 дней.

На самом полярном круге полярной ночи нет. В Rovaniemi у этой линии верх Солнца виден даже в самый короткий день, потому что воздух поднимает изображение примерно на полградуса. Нужна широта немного севернее.

Сияние видно благодаря темноте. Летом в авроральных широтах его скрывает полуночное Солнце. Экспонат ослабляет сияние при приближении Солнца к горизонту. В сумерках оно освещает вершины высоких лучей: солнечный свет заставляет ионы азота светиться фиолетовым. Поэтому на некоторых снимках зелёные занавесы имеют фиолетовые вершины.

Глаз и камера

Фотография часто ярче и красочнее увиденного неба. Инфографика NASA прямо говорит: сияние редко выглядит для глаза таким ярким, но камеры подробно фиксируют даже слабое свечение. Камера суммирует свет, пока затвор открыт, две, десять или тридцать секунд. Глаз так не умеет. В темноте работают палочки, не различающие цвета, поэтому слабое сияние может выглядеть серым облаком, пока не усилится.

Выдержка действует двумя способами. В живом виде она задаёт яркость сцены, как экран камеры. Когда вы нажимаете «Снять» в фоторежиме, экспонат рисует кадры за время выдержки с движущимся сиянием и складывает их. При 1/30 s фото тёмное. При 10 s занавесы яркие и гладкие. При 30 s быстрые участки размазываются в мягкое свечение, а снег пересвечивается. Режим «Глаз» приближает картину к зрению: слабые участки теряют цвет.

Южное сияние

Южный овал окружает южный геомагнитный полюс над Southern Ocean и Antarctica. Большинство линий, заканчивающихся в северном овале, заканчиваются и в южном, поэтому буря освещает оба. Точной зеркальной симметрии нет. Laundal и Østgaard снимали оба овала одновременно двумя спутниками и обнаружили, что один бывает ярче в зависимости от сезона и направления поля солнечного ветра.

У Кореи две антарктические станции. King Sejong Station на 62,2° S, на King George Island, лежит примерно на 53° геомагнитной широты и видит сияние к югу во время бурь. Jang Bogo Station на 74,6° S со стороны Ross Sea находится примерно на 77°, около полярного края овала. Выберите станцию в «Месте» и смотрите на юг.

STEVE, дюны и новые формы

В 2016 году наблюдатели в Canada сняли узкую лиловую ленту с востока на запад южнее обычного сияния и назвали её Steve. Пролетевшие спутники нашли под ней очень быстрый поток горячей плазмы, но не высыпание электронов обычного сияния. Учёные дали обратную расшифровку Strong Thermal Emission Velocity Enhancement. Gallardo-Lacourt и коллеги предположили, что это свечение нагретой верхней атмосферы, а не сияние. Подсказки NASA: STEVE находится на 5 до 10 градусов ближе к экватору, представляет очень узкую дугу с востока на запад, длится от 20 минут до часа и иногда сопровождается короткими зелёными полосами, называемыми частоколом.

В 2020 году финские гражданские исследователи и учёные описали другую форму, дюны: параллельные зелёные полосы примерно на 100 km, похожие на песчаную рябь и сформированные атмосферными волнами на этой высоте.

Экспонат создаёт STEVE после ночной суббури при Kp 5 и выше, примерно на 2,3° экваториальнее края овала. В крупнейших бурях под ним появляется частокол.

Можно ли услышать сияние?

На севере давно сообщают о треске, шипении и хлопках при сильных сияниях. Silverman и Tuan рассмотрели сообщения в 1973 году. Вопрос остаётся спорным. Звук с высоты 100 km был бы слишком слаб и пришёл бы на минуты позже, поэтому реальный звук должен возникать у земли. Некоторые исследователи связывают его с электрическими эффектами нижней атмосферы при геомагнитных возмущениях. Скрытая находка в лесу воспроизводит похожий на описанный звук. Это иллюстрация, а не запись.

11-летний цикл

Активность Солнца растёт и падает примерно за 11 лет, а число пятен служит её мерой. 15 октября 2024 года NASA, NOAA и международная Solar Cycle Prediction Panel объявили, что Солнце вошло в максимум цикла 25, который может продолжаться около года. Крупнейшая к тому моменту вспышка цикла, X9.0, произошла 3 октября 2024 года. Большие бури вероятнее в годы около максимума, но бывают и в другие годы.

Мерилом экстремального события остаётся буря сентября 1859 года, названная Carrington event в честь астронома, видевшего вспышку. Сияния отмечали в низких широтах по всему миру. Cliver и Dietrich использовали событие для обсуждения пределов экстремальной космической погоды.

Сияния других планет

Планета с атмосферой и магнитным полем может иметь сияние. Hubble снимает сияние Jupiter в ультрафиолете. По описанию ESA, оно покрывает площадь больше всей Земли, в сотни раз энергичнее земного и не прекращается. У Jupiter есть отсутствующий у Земли источник: вулканический спутник Io выбрасывает заряженные частицы. Там, где его линии достигают Jupiter, возникает яркий след рядом с главным овалом. Аппарат Juno снял эти следы вблизи.

Сияние Saturn тоже преимущественно ультрафиолетовое, потому что атмосферы гигантов в основном водородные. Hubble наблюдал северное сияние семь месяцев в 2017 году и увидел два максимума яркости, на рассвете и перед полуночью. У Mars нет глобального поля, поэтому нет овала. Аппарат NASA MAVEN нашёл диффузное сияние над большей частью планеты после солнечной бури.

Ползунок планеты в космосе показывает Jupiter, Saturn и Mars с сияниями в условных цветах и Землю рядом в том же масштабе.

Как рисуется небо

Небо создаёт один шейдер для каждого пикселя в половинном разрешении, затем результат растягивается по экрану. Звёзды и Луна добавляются в полном разрешении. Для каждого пикселя луч зрения прослеживается через атмосферу над искривлённой Землёй. Проверяются до 64 высот между 82 km и верхом красного слоя, плотнее у нижнего резкого края. На каждой высоте определяется положение вдоль земной дуги и к магнитному полюсу, после чего читается рисунок занавеса.

Занавесы следуют магнитному полю, которое не вертикально. Для диполя наклон I на геомагнитной широте λ подчиняется tan I = 2 tan λ. При 67,5° в Tromsø получается около 78°, и линия, поднимающаяся со 100 km до 300 km, смещается примерно на 40 km к экватору. Шейдер сдвигает рисунок на соответствующую величину на каждой высоте, и лучи наклоняются вместе. Снизу параллельные лучи кажутся сходящимися в магнитном зените, примерно в 12° от истинного зенита к экватору в Tromsø. Это корона.

Тонкие занавесы сбоку уже промежутка между двумя высотными отсчётами. Поэтому каждый лист расширяется до этого промежутка и тускнеет во столько же раз: полное количество света сохраняется, мерцания нет. Лёд использует ту же картинку для отражения, если нужное направление попадает на экран, и заново считает его меньшим числом шагов, если не попадает.

Облака, Луна и деревенский свет

Облака лежат примерно на 2,5 km, далеко ниже сияния, и полностью закрывают его там, где густые. Снизу они часто слегка зеленеют от сияния сверху. Управление добавляет слой плывущих облаков. Когда закрыто больше половины неба, начинается слабый снег.

Фазу Луны можно менять. Положение следует из солнечного положения для выбранной фазы, поэтому полная Луна высока зимней ночью, а серп близок к Солнцу. Яркая Луна освещает снег и небо и скрывает самое слабое сияние. Деревня добавляет немного тёплого света у горизонта.

Отличия от реальности

• Край овала следует приближению DMSP для границы диффузного сияния. Яркие отдельные дуги бывают в любой части полосы. Под овалом экспонат ставит одну немного ближе к полюсу от вас, иначе у обращённого к вам края.
• Ширина полосы задана приближённо, а выше примерно Kp 6 используется экстраполяция. В реальных огромных бурях овал бывает экваториальнее предсказаний прямых.
• Здесь всё задаёт Kp. Реальное сияние напрямую реагирует каждую минуту на скорость, плотность и поле солнечного ветра. Две бури с одинаковым Kp могут выглядеть по-разному.
• Геомагнитная широта получена из наклонённого диполя. Исправленные геомагнитные координаты местами отличаются на градус и больше, сильнее всего в Южной Атлантике.
• Светящиеся слои представляют плавные кривые по опубликованным высотам, а не полный расчёт энерговыделения и химии. Яркость относительная, без значений в килорэлеях.
• Занавесы составлены из складчатых листов и дрейфующих лучей. Формы придуманы по фотографиям; высота, цвет, наклон вдоль поля и положение следуют модели.
• Ландшафт везде одинаков. От места меняются только небо, Солнце, Луна и звёзды.
• Луна следует за Солнцем вдоль эклиптики согласно выбранной фазе. Это не полная лунная эфемерида.

Передвижение по долине

Ходите клавишами WASD, стрелками или нажимайте на землю. На телефоне используйте круг слева внизу или касание земли. Потяните, чтобы осмотреться, в том числе прямо вверх. Справа внизу переключаются ходьба, бег, сани, дрон на 45 m и космический вид. Клавиши 1 до 5 делают то же. M открывает карту, T задания, B справочник, F скрытые находки, P фоторежим.

На башню ведёт лестница с юга. Сани быстрее всего идут по пунктирной дорожке вокруг озера. В космосе потяните для поворота планеты и прокрутите для масштаба.

Экскурсия

Экскурсия состоит из 14 шагов. Она начинается со взрывной фазы над озером, затем показывает цвета по высоте, создаёт красное сияние, сдвигает овал южнее Tromsø, ставит вас под короной, отражает небо во льду, посещает обсерваторию, сравнивает глаз и камеру, находит полярную ночь, смотрит из Seoul при Kp 9, посещает King Sejong Station и Svalbard в полдень и заканчивается в космосе с Землёй и Jupiter.

Задания и скрытые находки

Есть 11 заданий. Одни спрашивают о модели, например какой Kp нужен Seoul. Другие требуют создать явление: красное сияние, полярную ночь, снимок с выдержкой 10 секунд, корону над головой, суббурю на магнитометре, сияние в полдень. Кнопка «Подготовить» задаёт удобную исходную точку, но не решает задачу.

В справочнике 44 записи о цветах, формах и событиях, небе и камере, космосе и местах, где вы видели сияние. В долине спрятано 18 находок; семь из них начинаются со слов «На самом деле» и исправляют привычные представления. Прогресс сохраняется на устройстве.