Внеземной разум. Мифы и реальность - Олег Фейгин

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 «Аракс», 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.

В то же время возникают неожиданные корреляции, ждущие своих будущих исследователей, в достаточно необычных процессах. В прошлом появление полярных сияний связывалось с трагическими явлениями в природе и обществе, с предсказанием различных несчастий. Только ли страх перед непонятными явлениями природы лежал в основе этих суеверий? Сейчас хорошо известно, что солнечные ритмы с различными периодами (27 суток, 11 лет и т. д.) влияют на самые разные стороны жизни на Земле. Солнечные и магнитные бури (и связанные с ними полярные сияния) могут вызывать рост различных заболеваний, в том числе заболеваний сердечно-сосудистой системы человека. С солнечными циклами связаны изменения климата на Земле, появление засух и наводнений, землетрясения и т. д. Все это заставляет еще раз серьезно задуматься над старыми суевериями – а может, в них есть рациональное зерно?

Полярные сияния сигнализируют о месте и времени воздействия космоса на земные процессы. Вторжение заряженных частиц, которое их вызывает, влияет на многие стороны нашей жизни. Изменяется содержание озона и электрический потенциал ионосферы, нагрев ионосферной плазмы возбуждает волны в атмосфере. Все это сказывается на погоде. Из-за дополнительной ионизации в ионосфере начинают течь значительные электрические токи, магнитные поля которых искажают магнитное поле Земли, что прямо влияет на здоровье многих людей. Таким образом, через полярные сияния и связанные с ними процессы космос воздействует на окружающую нас природу и ее обитателей.

В эссе «Небесные объекты» А. Кларк писал:

Не приходится сомневаться, что Природа способна создавать «космические корабли», удовлетворяющие самым строгим требованиям – когда она действительно этого желает.

В доказательство этого я процитирую номер «Обсерватории» – журнала, издаваемого ведущей астрономической организацией мира, Королевским астрономическим обществом, – вышедший в мае 1916  года. Дата — 1916  год – важна для понимания нюансов написанного, но событие, о котором пойдет речь, произошло более чем на три десятка лет ранее, ночью 17  ноября 1882  года.

Автор – известный британский астроном Уолтер Маундер, работавший тогда в Гринвичской обсерватории. Его попросили описать самое замечательное зрелище, которое ему довелось увидеть за много лет наблюдений за небом, и он вспомнил, как в ту ноябрьскую ночь 1882  года был на крыше обсерватории, глядя на ночной Лондон, когда «громадный круглый диск зеленоватого цвета внезапно появился низко над горизонтом в направлении востоко-северо-восток; он взошел и перемещался по небу так же плавно и равномерно, как Солнце, Луна, звезды и планеты, но в тысячу раз быстрее. Его круглая форма, очевидно, была обусловлена эффектом перспективы, ибо по мере движения он удлинялся, и, когда он пересек меридиан и прошел чуть выше Луны, его форма была близка к очень вытянутому эллипсу, и различные наблюдатели описывали его как сигарообразный, похожий на торпеду… случись это на треть века позже, каждый, без сомнения, нашел бы один и тот же образ – объект был бы точь-в-точь похож на дирижабль.

Напомню, что Маундер написал это в 1916  году, когда дирижабли занимали в сводках новостей место даже более почетное, чем ныне космические корабли.

Сотни наблюдателей по всей Англии и Европе наблюдали этот объект, что позволило получить достаточно точные оценки его высоты, размеров и скорости. Он летел на высоте 133  мили над Землей, двигался со скоростью 10  миль в секунду – и был по крайней мере 50  миль длиной.

Здесь великий английский фантаст как бы делает эффектную паузу и наконец-то задает вопрос: «Что же это было?» В 1882 году еще никто не знал ответа на этот вопрос. Ключ к разгадке подобных явлений был получен лишь в конце сороковых годов ушедшего века советскими метеорологами, которые неоднократно наблюдали подобные объекты во время ионосферных бурь в небе Арктики, сопровождавшихся сильнейшими северными сияниями. В своем эссе Кларк фактически повторяет объяснение, полученное советскими учеными: