Небесные сполохи и земные заботы - [3]

Но даже над теми формами сияний, которые при наблюдении с Земли должны были бы восприниматься как простые, с ровным свечением, космонавты, находясь на орбите, видят области с лучистой структурой, где стоят светящиеся столбы — «прожекторы». Если с Земли смотреть на лучистое полярное сияние, находясь прямо под ним, то кажется, будто лучи сходятся. Это тот же эффект перспективного сокращения, из–за которого нам кажутся сходящимися вдали рельсы железной дороги. Нижние концы лучей находятся на высоте от 100 до 150 километров. Горизонтальные размеры лучей — от нескольких десятков метров до нескольких километров. Не всегда лучи «вделаны» в дугу или пятно, иногда просто горят отдельной связкой.

Нередко большая часть неба бывает покрыта ровным свечением. И есть черные полярные сияния — темные места внутри свечения. Они имеют вид тонких лент или четких вытянутых эллиптических отверстий.

Все эти, как их называют специалисты, неоднородности, или формы, сияний обычно движутся. Их скорость считается небольшой по меркам науки о сияниях, она не превосходит двух–трех километров в секунду, причем иногда формы движутся так медленно, что глазу кажутся неподвижными. В лучистых формах скорость отдельных лучей больше — до 50 и даже 80 километров в секунду. Вот как описывает такое движение знаменитый путешественник и ученый Ф. Нансен: «Вдруг из светящейся ленты выскакивают лучи; они почти достигают зенита; еще и еще — они мчатся с дикой быстротой по верху ленты с востока на запад; они летят словно издалека, издалека, все приближаясь и приближаясь».

Даже самые спокойные формы полярных сияний практически никогда не появляются от раза к разу на одном и том же месте. Сияние не может в заранее известный час заглянуть к нам в окно, как это делает солнце.

Можно ли узнать что–нибудь определенное о космосе, наблюдая полярное сияние — это непростое явление, которое само стало изучаться всесторонне лишь недавно? Оказывается, можно, и немало. Но при этом нужно на время отвлечься от подробностей и взглянуть на все с более широкой точки зрения, попытавшись представить себе общую картину через наблюдения в отдельных точках. Заметим, что и на экране обычного телевизора невозможно воспринять изображение, скрупулезно рассматривая маленький кусочек экрана.

Первый шаг в создании общей картины сделали в начале 60‑х годов советские ученые О. В. Хорошева и Я. И. Фельдштейн. Они поставили вопрос так: где на Земле полярные сияния случаются одновременно? На фоне того что говорится и пишется о физике XX века, этот вопрос звучит с какой–то средневековой непритязательностью. И тем не менее верного ответа на него не было. К началу космической эры полярные сияния оставались на удивление неизученными.

Вот пример. Даже сквозь сильное полярное сияние видны звезды (вспомним уже приведенный отрывок из Ушакова), и всякий раз, когда состояние неба не позволяет увидеть звезды, нельзя видеть и полярные сияния. Разглядеть звезды днем мешает солнечный свет, по этой же причине должны быть «невидимками» полярные сияния, случившиеся в светлое время суток. Тот вполне очевидный факт, что звезды не наблюдаются на дневном небосклоне, не мешает нам знать, что они на нем есть. На этот счет уже много веков нет сомнений. А в подобном вопросе о полярных сияниях — случаются ли они днем, оставаясь невидимыми, или же их просто нет в это время суток — даже году в 1960‑м господствовало неверное представление: специалисты считали, что сияния бывают только ночью!

Между тем такое невидимое полярное сияние заметить даже легче, чем дневные звезды. Людям давно известно, что при полярных сияниях меняется магнитное поле, появляются его возмущения. Еще в старину моряки–поморы говорили: «На пазорях матка дурит». Пазорями они называли полярные сияния, маткой — компас. Точные приборы–магнитографы регистрируют магнитные возмущения и при очень слабых полярных сияниях. Значит, если сияние не видно, о его присутствии можно судить по измерениям магнитного поля на поверхности Земли. Почему же дневные полярные сияния так долго не обнаруживали себя? Дело здесь в том, что при прочих равных условиях случаются они, как установила О. В. Хорошева, на более высоких широтах, чем ночные. Временами их можно видеть даже простым глазом: когда вблизи полюса устанавливается почти круглосуточная полярная ночь, сияния в часы, близкие к полуденным, наблюдать не так уж трудно. Однако сказалась неосвоенность высоких широт: меньше наблюдателей, меньше наблюдений — труднее выявить закономерности. Полярные сияния оставались как бы за кадром. Прямо по Козьме Пруткову: «Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что не входят в круг наших понятий».

Выполнив тщательный анализ наземных наблюдений, О. В. Хорошева и Я. И. Фельдштейн нашли, что полярные сияния горят одновременно в некоторой кольцевой области, которая охватывает магнитный полюс Земли. В зависимости от обстановки в космосе это кольцо то стягивается к полюсу, то, наоборот, растягивается, сползая в более низкие широты. В среднем его полуденная (обращенная к Солнцу) часть занимает полосу между 74,5° и 79,5° геомагнитной широты (такой широты, 90° которой соответствуют полюсу, но не географическому, а магнитному), полуночная часть захватывает полосу 60,5°‑75,5°. На одних участках этого кольца сияния видны лучше, на других хуже или вовсе не видны, как, например, днем; где–то они могут выглядеть как неподвижные, ровным светом горящие дуги, в других местах — двигаться, вспыхивать и переливаться. Но при всем этом разнообразии они образуют целостную систему. Ее стали называть овалом полярных сияний, или авроральным овалом. И таких овалов на Земле два — по одному вокруг каждого магнитного полюса.