Полярное сияние

Вызванные взаимодействием заряженных частиц солнечного ветра и верхних слоёв атмосферы, полярные сияния возникают главным образом в областях, близких к магнитным полюсам, между 65 и 75° северной или южной широты, называемых авроральной зоной^[2].

В случае интенсивной солнечной магнитной активности авроральная дуга расширяется и начинает вторгаться в области гораздо ближе к экватору. Полярное сияние из-за солнечной вспышки 1859 года наблюдалось в Гонолулу^[3], а в сентябре 1909 года сияние можно было видеть в Сингапуре, на земном экваторе^[4].

В октябре и ноябре 2003 года северное сияние можно было наблюдать на юге Европы^[5].

Явление исключительного масштаба произошло 24 октября 2014 года. Оно было видно в Северной Америке и Северной Европе^[6].

Полярное сияние наблюдалось всегда. Судя по всему, в прошлом оно очень впечатляло людей, о чём сохранились старинные исторические свидетельства. Например, древнеримский писатель и философ Плиний Старший писал: «При консулах Гн. Кекилии и Гн. Папирии [то есть в 113 году до н. э.], но неред­ко и в дру­гие вре­ме­на виде­ли све­че­ние ноч­но­го неба, когда сре­ди ночи заси­ял как бы день».

В Древнем Китае люди считали эти всполохи небесными змеями или драконами^[7]; возможно, отсюда пошли китайские легенды о драконах.

С полярным сиянием связано и множество других мифов и легенд. Так, например, в финском языке для названия этого явления используется термин revontulet, который можно перевести как «хвост рыжей лисы» или «лисьи огни». Это имеет отношение к поверьям некоторых саамских народов, согласно которым полярная лисица, быстро пересекая бескрайние заснеженные просторы, выбрасывает хвостом в небо пыль, создавая таким образом северное сияние^[8]. По другой версии легенды, в Лапландии жили лисы, сотворённые из огня, и их хвосты выбрасывали в небо огненные искры; или же искры высекались из-за того, что лисы тёрлись боками о камни.

Инуиты Гренландии полагают, это что души умерших играют черепами моржей. Племя в Нунавуте (Канада), наоборот, считает, что это моржи играют в мяч человеческими черепами. Из-за красного оттенка, который связывают с кровью, инуиты Восточной Гренландии считают, что полярное сияние — это души мертворождённых детей.

Северное сияние в других скандинавских легендах связывается с биврёстом — радужным мостом между небесным обиталищем богов и другими мирами; с танцем духов некоторых животных, особенно лосося, северного оленя, тюленей и белух; с дыханием китов Северного Ледовитого океана; с отражением Солнца или Луны на доспехах валькирий, пересекающих небо; с факелами, зажжёнными духами умерших, чтобы приветствовать прибывающих в рай.

В Европе в Средние века полярные сияния, если они приобретали красные оттенки, ассоциировались с кровью и войной. Они рассматривались как предвестники катастрофы или как дыхание небесных воинов, рассказывающих о своих битвах в небе.

Научное изучение полярных сияний началось только в XVII веке^[9].

Итальянский астроном Галилео Галилей первым высказал мысль о том, что полярное сияние возникает в атмосфере в результате преломления солнечного света. Примерно в то же время, в 1621 году, французский астроном и математик Пьер Гассенди описал это явление, наблюдавшееся даже на юге Франции, и дал ему название — aurora borealis («северное сияние», дословно — «северная заря», «северный восход солнца»).

В XVIII веке британский астроном Эдмунд Галлей предположил, что важную роль в формировании северного сияния играет магнитное поле Земли^[10]. Михаил Ломоносов высказал предположение о том, что полярное сияние имеет электрическую природу, и провёл подтвердивший это эксперимент.

В 1770 году мореплаватель Джеймс Кук сообщил о южном аналоге северного сияния — южном сиянии (aurora australis).

В 1790 году Генри Кавендиш произвёл и записал первые научные наблюдения северного сияния, а также ему удалось оценить высоту, на которой происходит это явление (80—112 км).

В 1859 году Ричард Каррингтон окончательно связал полярное сияние и активность на Солнце.

В 1896 году полярное сияние было воспроизведено Кристианом Биркеландом в лаборатории^[11]. Облегчили понимание механизма образования полярных сияний работы Карла Стёрмера о движении наэлектризованных частиц в магнитном поле.

Наступление космической эры в 1957 году позволило не только лучше изучить полярные сияния на Земле, но и наблюдать их на планетах — газовых гигантах, таких как Юпитер и Сатурн. В 1975 году состоялся советско-французский научный эксперимент АРАКС, в рамках которого впервые были вызвано искусственное полярное сияние.

В 2008 году исследователь Жан Лиленстен разработал эксперимент с использованием терреллы Биркеланда (намагниченного шара, помещённого в вакуумную камеру), получивший название Planeterrella. Это даёт возможность моделировать полярные сияния^[12].

В настоящее время появление полярных сияний прогнозируемо — в частности, благодаря работе обсерватории Кьелла Хенриксена в норвежском Свальбардском международном университете на Шпицбергене, а также их компьютерной программе SvalTrackII, созданной на основе разработок советских учёных^[13] и доступной широкой публике^[14].