Тут надо заметить, что укоренившееся у нас название «северное сияние» не совсем правильно. Над Южным полюсом также можно наблюдать фантастические переливы небесного света, которые там называют «южные огни». Поэтому правильнее говорить «полярное сияние».
Метеорологи разделяют все сияния на четыре класса, отличающиеся по яркости. Первый класс содержит еле заметные сияния, видимые как полоса Млечного Пути. Сияния четвертого класса ярки, как полная Луна, и при их свете можно даже читать.
Несмотря на свою призрачность, сияния ведут себя очень динамично. Они «дышат», переливаются друг в друга и даже говорят щелчками, потрескиванием и жужжанием. Именно такие звуки записали микрофоны стратостатов на высоте нескольких десятков километров. Все эти явления объясняются «электрической активностью» на границе земной атмосферы. Там под дождем космических частиц возникают «авроральные течения» из электронов и электрически заряженных атомов – ионов. Под порывами солнечного ветра потоки заряженных частиц движутся вдоль линий магнитного поля Земли, вызывая полярные сияния в высоких широтах.
Из-за наличия ионов эту часть воздушного океана Земли и назвали ионосферой. Если в приземном слое сухой воздух является качественным изолятором, то в ионосфере он – хороший проводник, поскольку вместо нейтральных молекул и атомов там он насыщен заряженными частицами. Ионосферный слой все время находится в бурном движении, перерастающем в настоящие ураганы, правда незаметные на земной поверхности.
Ионосфера простирается на высоту от пятидесяти до нескольких сотен километров, плавно переходя в космическое пространство. Сверхразряженный воздух здесь существенно меняет свой состав, растет относительная концентрация легких газов – водорода и гелия.
«Странный небесный пришелец»
Потом, когда полярное сияние уже, казалось, начало гаснуть, на востоке-северо-востоке, в нижней части неба, вдруг появился большой зеленоватый светящийся диск, словно только что поднявшийся из-за горизонта, и стал двигаться по небу так же прямолинейно и равномерно, как движутся Солнце, Луна, звезды и планеты, но только в тысячу раз быстрее.
То, что вначале он казался круглым, было, очевидно, результатом его оптического сокращения в ракурсе, ибо по мере приближения к зениту он становился все длиннее и длиннее; когда он пересекал меридиан, проходя над самой Луной, он имел почти форму эллипса, и притом очень удлиненного. Недаром многие наблюдатели говорили потом, что он «сигарообразной формы», напоминает «торпеду», «веретено» или «челнок».
Был очень теплый августовский вечер 1894 года. Отставной майор британских колониальных войск Эразмус Оммэней любовался звездным небом Северного Уэльса.
Будучи большим любителем астрономии, он рассматривал блистающее созвездие Кассиопеи, как вдруг, к своему изумлению, обнаружил светящееся белым призрачным светом пятно. Неожиданно оно вспыхнуло ярким блеском и тут же превратилось в четко очерченный диск, диаметр которого приблизительно в три раза превышал диаметр Юпитера. Прошло несколько мгновений и тело стало переливаться желто-оранжевыми оттенками в сторону созвездия Персея. Затем диск принял форму продолговатой плоской рыбы, оставаясь ядром этого изумительно красивого явления. На этом небесная феерия закончилась, и белый диск исчез, лишь оранжевое свечение, постепенно угасая, еще некоторое время неподвижно висело среди мерцающих звезд….
Решив, что он стал свидетелем нового природного явления, майор Оммэней ринулся писать заметку в астрономический журнал.
«Поздняя осень, тихий, ясный вечер; прошло около двух часов после захода Солнца. Луна была в своей первой четверти и пересекла меридиан немногим более чем полчаса назад. Таким образом, на небе было достаточно светло, и в то же время самые яркие звезды были уже хорошо видны… Как только в западно-северо-западной части неба угасла вечерняя заря, над всей северо-западной стороной стало разливаться розоватое сияние – сначала чуть заметное, а потом все более и более яркое; в 5 часов 30 минут над северной частью горизонта вдруг вспыхнул яркий луч, в основном окрашенный в те же красновато-розовые тона, но с зелеными прожилками, и быстро достиг зенита.
Это торпедообразное пятно света не было похоже ни на одно из известных мне небесных тел. Самый характер света и тот факт, что пятно появилось во время сильной магнитной бури и яркого полярного сияния, убеждают нас в том, что явление это связано с полярными сияниями. Однако по виду оно сильно отличалось от тех полярных сияний, которые мне приходилось наблюдать. Оно совсем не похоже на гигантские полосы и лучи, которые во время полярного сияния, сверкая и колыхаясь, расходятся по всему небу; оно прямо и равномерно двигалось с востока (магнитного) на запад. Оно не было похоже и на «арки» или «короны», а четкая, ясная форма и ограниченные размеры резко отличали его от обычного полярного сияния» (Э. У. Маундер, «Странный небесный пришелец»).
В середине ноября 1882 произошло сразу несколько солнечных вспышек, вызвавших сильнейшие порывы солнечного ветра. Достигнув окрестностей Земли, потоки плазмы с «вмороженными сгустками» магнитного поля нанесли сокрушительный удар по земной магнитосфере. Приполярные небеса осветились невиданным фейерверком сияний, которые посчастливилось наблюдать многим известным ученым. Среди них были британский астрономы Эдвард Уолтер Маундер и Дж. Рэнд Кэпрон, а также голландцы – профессор Гаагского университета Генрих Аудеманс и выдающийся физик (впоследствии Нобелевский лауреат) Питер Зееман.
Любопытно, что ни до, ни после природа одновременно не открывала свои секреты сразу стольким именитым представителям науки.
Во время блистательного зрелища «аврорального шторма» (полярное сияние по латыни – «аврора бореалис») было замечено очень странное явление, которое наблюдатели называли и сияющим облаком, и огненным аэростатом, и сверкающей торпедой, и новомодным французским словом «дирижабль». Суть его состояла в том, что во время сполохов «полярных огней» среди них на несколько минут возникало нечто быстро движущееся в западном направлении.
Больше и подробнее всех написал о «странном небесном пришельце» Маундер. Четкие очертания «сигарообразной торпеды» лимонно-зеленого цвета с одинаковой ровной поверхностью так поразили гринвичского астронома, что он еще несколько часов вел наблюдения. Однако явление больше не повторилось, лишь над Лондоном была видна в бледно-зеленоватом сиянии неподвижная бесформенная туча смога. Кроме того, «пришелец» был много ярче северного сияния и большой кометы 1882 года, видной даже в утренние часы.
Магнитный шторм
«Характеризуя форму пятна, наблюдатели прибегали к следующим сравнениям: «веретенообразное», «вроде торпеды или ткацкого челнока», «сигарообразное», «линзообразное», «вроде хвоста кометы» и «похожее на диск, обращенный к наблюдателю ребром». Да, почти те же слова, которые мы слышим сегодня: «летающий диск».
Цвет предмета был «белый», «жемчужно-белый», «зеленовато-белый» и «желтовато-белый». Многие наблюдатели характеризовали его как «раскаленный добела».
Я изучал вопрос о том, что же происходит, когда облако раскаленного водорода достигает Земли. Магнитное поле Земли концентрирует газ, затягивая его, как в воронку, вдоль параллелей магнитной широты. Более обычной формой полярного сияния является не сигарообразное движущееся пятно, а занавес, висящий почти вертикально вдоль такой параллели. Однако пятно 1882 года, несомненно, двигалось по параллели, и современная магнитная гидродинамика подтверждает, что такое движение возможно», – писал Д. Мензел в своей книге о «летающих тарелках».
Первую догадку о природе странного явления высказал член Королевского астрономического общества Дж. Р.
Кэпрон, назвав его зеленовато-былым «пятном полярного сияния». Кроме того, он отметил настоящий «магнитный шторм», разразившийся в те дни после появления нескольких крупных пятен на Солнце. Профессор Кэпрон подкрепил свою догадку наблюдением, что пятно двигалось не точно с востока на запад, а по направлению магнитных координат. Поскольку полярное сияние есть явление магнитное и положение «лучей», «занавесей» и «арок» определяется не географическим, а магнитным полюсом, то, очевидно, что световое пятно ведет себя точно так же, как и обычное полярное сияние.
Анализируя форму пятна, британский астроном обратил внимание на то, что над самым горизонтом объект казался почти круглым, но по мере подъема по небосклону пятно все более удлинялось. Опускаясь, пятно снова приобретало круглую форму. Создавалось впечатление, что это какой-то цилиндрический предмет, нечто вроде огромной трубы, летящей над нами параллельно земной поверхности. Издали такая труба с торца казалась бы круглой, пролетая над нами, вытянулась бы в линию, а затем показала бы второй торец и снова стала круглой.
После нескольких неудачных попыток профессору Кэпрону удалось выяснить, что загадочное явление происходило на высотах от 200 до 250 километров. Сегодня мы знаем, что именно там происходят различные процессы, связанные с полярными сияниями, которые могли бы создать образ «торпедообразного предмета». Далее Кэпрон рассчитал, что длина странного объекта должна быть никак не меньше ста километров, а ширина – двадцать. Труднее всего было оценить скорость полета «небесной торпеды», и тут астроном остановился на цифре 60 тысяч километров в час.
Подобные скорости имеют многие метеоры, которые мы видим как «падающие звезды». Это говорит о том, что если бы твердое тело таких размеров двигалось со столь большой скоростью в верхних слоях атмосферы, то его полет был бы неотличим от очень крупного болида. Его передний край был бы охвачен огнем, а назад сыпались бы искры, прочерчивая длинный светящийся след из дыма и пара, который был бы виден несколько часов. Кроме того, были бы слышны разные звуки, напоминающие низкий рев, рокот, взрывы и пушечную пальбу.