¿Esta banda de luz cerca del horizonte es contaminación lumínica o posiblemente resplandor del aire?

¿Se mostrarían tan claramente lugares tan pequeños a distancias tan grandes?

Sí. Puedes ver muy claramente la respuesta en la primera foto.

¿Esta banda es contaminación lumínica, efecto de cámara o un fenómeno real como el brillo del aire?

A mis ojos, no se ve exclusivamente como el brillo del aire, como se define correctamente. Parece ser la luz del sol que se difunde por la atmósfera en el horizonte, pero eso no es lo que se define como brillo de aire. No me sorprendería si parte o incluso la mayor parte de la luz también es luz difusa del área estadística combinada de Salt Lake City-Ogden-Provo. Esta región es un corredor de desarrollo urbano y suburbano contiguo que se extiende a lo largo de un segmento de aproximadamente 190 km (120 millas) del Frente Wasatch, que comprende una población de 2 423 912 en 2014. De hecho, me sorprende que no sea más brillante en la exposición de 30 minutos. en f/2!

También es mucho más brillante de lo que sería el brillo del aire real. Puede haber una cierta cantidad de resplandor de aire mezclado con la contaminación lumínica del Gran Lago Salado y/o el resplandor del sol refractado por la atmósfera a menos de 30° por debajo del horizonte. Pero la cantidad dominante de luz en una sola dirección donde se sabe que hay dos fuentes brillantes de luz (mayor SLC y el sol) argumenta que no es principalmente resplandor de aire.

Del artículo de Wikipedia citado en la pregunta:

Airglow es causado por varios procesos en la atmósfera superior, como la recombinación de átomos que fueron fotoionizados por el sol durante el día, la luminiscencia causada por los rayos cósmicos que golpean la atmósfera superior y la quimioluminiscencia causada principalmente por el oxígeno y el nitrógeno que reaccionan con los iones de hidroxilo en alturas de unos cientos de kilómetros. No se nota durante el día debido a la luz dispersa del sol.

Si lo que se ve en las fotos fuera un verdadero resplandor del aire, sería igualmente brillante alrededor del horizonte como lo sería en el horizonte más cercano a la posición actual del sol y en la dirección de una metrópolis de 120 km de ancho con una población de aproximadamente 2,5 millones de personas. Sin embargo, no vemos el mismo brillo general en el horizonte, en términos de color o brillo, cuando la cámara apuntó hacia el sureste. Probablemente también influiría en el cielo más alto con tintes rojos y azules más de lo que es evidente en comparación con el horizonte cuando se mira hacia el norte.

Ambas fotos con la cámara apuntando al norte fueron tomadas dentro de las dos horas posteriores al final del crepúsculo astronómico. El crepúsculo astronómico se define para observaciones en tiempo real con ojos humanos sin ayuda, no exposiciones de 30 segundos a 30 minutos con una cámara que usa una lente con una pupila de entrada mucho más grande que un iris humano completamente dilatado.

• A 36°N, tres horas después de la puesta del sol a mediados de mayo, el sol está a solo 28° por debajo del horizonte.
• Incluso a la medianoche local, en pleno verano el sol está solo a unos 30° por debajo del horizonte norte en latitudes de alrededor de 36°N.
• Por el contrario, en pleno invierno desde el mismo lugar, el sol estaría a unos 77° por debajo del horizonte a la medianoche local.