Ю. Г. Мизун

Полярные сияния

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Ответственный редактор

доктор физико-математических наук М. И. Пудовкин

Утверждено к печати Редколлегией научно-популярной литературы Академии наук СССР

От автора

Полярные сияния представляют собой одно из самых впечатляющих, грандиозных и красивых явлений природы. Человек невооруженным глазом может наблюдать взаимодействие потоков заряженных частиц, приходящих от Солнца, с атмосферой Земли на высотах 100—1000 км, в результате которого и происходит свечение основных газов атмосферы — кислорода, азота, водорода.

За последние десятилетия исследователи околоземного космического пространства получили в свое распоряжение мощный исследовательский инструмент — искусственные спутники Земли (ИСЗ) и геофизические ракеты. Это позволило получить огромный экспериментальный материал об излучении Солнца, строении магнитосферы Земли, условиях в высоких слоях земной атмосферы. Этот материал позволил существенно продвинуться в понимании характера солнечно-земных связей и природы полярных сияний.

В данной книге в доступной неспециалистам форме рассказывается о магнитосфере Земли, солнечном излучении, верхней атмосфере Земли и, главное, о полярных сияниях. Прослеживается взаимосвязь процессов в околоземном космическом пространстве, а также их связь с процессами на Солнце и в межпланетной среде.

Под давлением экспериментальных данных таинственность и загадочность полярных сияний постепенно отступает. Но интерес к ним остается. Более того, кажется, что в настоящее время мы нащупали только контуры предмета (хотя, конечно, успехи в изучении полярных сияний на сегодняшний день очень велики), а проработка всех тонкостей и деталей впереди.

Введение

Человек не мог не заметить полярные сияния, когда они появлялись на небе. Поэтому можно уверенно сказать, что полярные сияния он обнаружил с самой глубокой древности. Полярные сияния в средних и низких широтах наблюдаются очень редко (только при чрезвычайно сильных возмущениях на Солнце, в периоды максимальной его активности).

Письменные упоминания о полярных сияниях встречаются у Аристотеля, Плиния, Сенеки и других греческих и римских философов, живших на берегах Средиземного моря.

В средние века полярные сияния считались предвестниками войн, голода, эпидемий, других больших катастроф. Запомнилось, что как перед падением Иерусалима, так и перед смертью Юлия Цезаря наблюдались вспышки полярных сияний. Все это считалось проявлением гнева богов или другого знамения. В это время в полярных сияниях видели нечто сверхъестественное. Иногда их изображали даже в виде целых армий, вооруженных пиками и сражающихся насмерть.

Население тех мест, где часто наблюдались полярные сияния, т. е. в северных широтах, имело более реалистическое представление об этом явлении. Кое-кто даже пытался естественным путем объяснить происхождение полярных сияний, считая их солнечными лучами, накопившимися в толще льда в течение дня и излучаемыми ночью, или отражением солнечного света от северных морей.

На Руси полярные сияния называли пазорями или сполохами. Слово «пазори» означает «зореподобные», а «сполохи» родственно слову «полошить», т. е. бить в набат. Во время полярных сияний действительно часто приходилось бить в набат. Это отмечалось и в других странах. Так, по свидетельству Сенеки, в 37 г. н. э. «пожар на небе» был таким красным, что люди решили: «горит вся колония Остия». На помощь ее населению император Тиберий послал даже своих солдат.

Подобные случаи имели место и в более позднее время. Так, 25 января 1938 г., когда солнечная активность была максимальной и полярные сияния достигали Европы, пожарные команды некоторых городов Европы направились к громадному зареву в северной части горизонта.

Говоря об истории полярных сияний, нельзя не упомянуть Антония де Уллоа, который во время своего путешествия вокруг мыса Горн в 1745 г. много раз видел полярные сияния в южном полушарии. Кук также наблюдал полярные сияния в южном полушарии, которые совпали по времени с полярными сияниями в северном полушарии (в Европе). Это первые данные о том, что полярные сияния наблюдаются одновременно в обоих полушариях.

Объяснений причины полярного сияния было предложено очень много. Были среди них и очень наивные (вроде того, что это свечение гнилой рыбы, выброшенной на берег разбушевавшимся северным морем), и весьма прозорливые. Так, француз Ж.-Д. Мейран в середине XVIII в. предполагал, что сияния возникают тогда, когда «материя зодиакального света» попадает в атмосферу, а Э. Галлей считал, что появление полярных сияний связано со «светящейся магнитной жидкостью». Последнее предположение очень близко к истине.