Олег Фейгин - Внеземной разум. Мифы и реальность

Интересно, что энергичные протоны, вторгаясь в верхнюю атмосферу и вызывая протонные сияния, часть своего пути движутся как нейтральные атомы водорода. В этом случае на них не действует магнитное поле Земли. Такие протоны, имея большие (протонные) скорости, могут проникать в области, недоступные заряженным частицам. Вспышки северного сияния обычно наблюдаются через день-два после вспышек на Солнце - эти два явления тесно связаны друг с другом.

Полярные сияния являются не только «собственностью» Земли. Напротив, они четко наблюдаются в плазмосферах и других планет - газовых гигантов Юпитера и Сатурна, а также на некоторых их спутниках, окруженных собственными атмосферами.

Юпитерианское полярное сияние имеет ту же природу, что и земное: быстрые электроны, дрейфующие в магнитосфере планеты вдоль силовых линий между полюсами, высыпаются у полюсов в верхние слои атмосферы и вызывают свечение газа. Полярное сияние на Юпитере интенсивнее всего в ультрафиолете, поскольку основные спектральные линии водорода, который доминируют в атмосфере Юпитера, лежат именно в данной части спектра.

Комплексные наблюдения юпитерианских полярных сияний с борта межпланетной автоматической станции «Кассини», пролетающей мимо Юпитера на пути к Сатурну, позволили ученым разработать численные модели полярных сияний, включая эффекты взаимодействия с солнечным ветром.

Исследования последних десятилетий, особенно проведенные с помощью искусственных спутников Земли и ракет, существенно обогатили наши знания о полярных сияниях. Раскрыты некоторые их тайны, а кроме того, накоплен большой фактический материал об окружающем нашу планету пространстве, состоянии межпланетной среды и солнечном излучении, включая потоки заряженных частиц. И тем не менее не все с полярными сияниями ясно.

Сегодня мы еще не можем не только описать это явление количественно, но даже предсказать заранее многие его свойства. Проблема полярных сияний оказалась слишком сложной и многоплановой. Например, до сих пор не ясна связь полярных сияний с погодой. Северяне хорошо знают, что полярные сияния чаще наблюдаются в морозные ночи. Объяснения этому пока нет.

Однако сегодня у исследователей полярных сполохов появились могущественные помощники - геофизические ракеты, искусственные спутники Земли, снабженные самой современной аппаратурой. Приборы, установленные на спутниках, уже дали немало ценнейших сведений о самых высоких слоях земной атмосферы - их химическом составе, строении, плотности и о многом другом. Все это позволило кое-что уточнить в представлениях о природе полярных сияний, что-то пересмотреть, от чего-то полностью отказаться.

Так, новейшие данные, полученные с помощью современных средств исследования, приводят некоторых ученых к предположению о том, что полярные сияния есть следствие взаимодействия ультрафиолетового излучения Солнца с очень разреженным воздухом, который на больших высотах находится в атомарном состоянии. Происходит ионизация воздуха - превращение нейтральных атомов в заряженные ионы. Существование в верхних слоях атмосферы ионосферы, области, хорошо проводящей электричество, уже прочно доказано.

Наиболее убедительным доводом в пользу того, что мы понимаем какое-нибудь физическое явление, является его воссоздание в лабораторных условиях. Это удалось сделать и для полярного сияния - эксперимент, получивший название «Араке», был проведен в свое время совместно российскими и французскими исследователями.

В качестве лабораторий были выбраны две магнитосопряженные точки на поверхности Земли (то есть две точки на одной и той же силовой линии магнитного поля). Ими были -для Южного полушария - французский остров Кергелен в Индийском океане, а для Северного - поселок Согра в Архангельской области. С острова Кергелен стартовала геофизическая ракета с небольшим ускорителем частиц, который на определенной высоте создал поток электронов. При движении вдоль магнитной силовой линии от Земли эти электроны проникли в Северное полушарие и вызвали искусственное полярное сияние над Согрой. К сожалению, облака не позволили увидеть его с поверхности Земли, зато радарные установки четко его зарегистрировали.

Эксперименты описанного типа не просто позволяют понять причины и механизм возникновения полярного сияния. Они дают уникальную возможность изучать структуру магнитного поля Земли, процессы в ее ионосфере и влияние этих процессов на погоду вблизи земной поверхности. Особенно удобно выполнять такие эксперименты не с электронами, а с ионами бария. Оказавшись в ионосфере, они возбуждаются солнечным светом и начинают испускать излучение малинового цвета.