Чтение онлайн

Температура. Когда пробовали запускать ракеты в само сияние, почти всегда оказывалось, что температура там в несколько раз выше, чем рядом, в не сияющей области ионосферы. Вот почему эпитет «холодные зори» сияниям не совсем подходит. В какой-то степени (а в иные времена, по мнению некоторых физиков, в немалой) сияния разогревают полярные области.

И все же аврорщики, если уж они высказываются, делятся своими предположениями с величайшей осторожностью. Особенно много темных мест в близкой к нам части механизма «Солнце - Земля», в магнитосфере нашей планеты. Где-то здесь, вероятно, и спрятан источник загадочно большой энергии электронов, вызывающих сияние, - до 10 килоэлектрон-вольт, и еще более энергичных - тех, которые были открыты уже после моей поездки в Тиксиленд, с помощью спутников - они ответственны за мощное сияние авроральных овалов вокруг полюсов в рентгеновском диапазоне. Таких энергичных электронов Солнце не испускает. Только подлетая к Земле совсем близко, слабосильный солнечный электрон получает мощный импульс. Энергия его возрастает в сотни раз. И тогда он пробивается сквозь броню силовых линий геомагнитного поля, а пробившись, выходит наружу, откуда может достичь ионосферы, заставить ее светиться.

Впрочем, и в видимом диапазоне сияния выглядят из космоса вполне внушительно и на Юпитере, и на Сатурне, и на Марсе. А на Земле они нередко гораздо ярче сияний искусственных, всего ночного освещения, всех вместе взятых ночных мегаполисов планеты людей.

На критической границе. Рассказ Юры

Балок геомагнитолога станции Юрия Ромащенко; ради Тикси оставившего комплексную экспедицию по исследованиям таинственного тунгусского взрыва, вынесен несколько в сторону, на пригорок между двумя озерами. В стороне не только потому, что «секретный» (для регистрации начинавшихся тогда китайских атомных испытаний), но и чтобы поменьше помех от других приборов и установок. Балок неказист (строили солдаты-киргизы, до того не державшие топоров в руках), но зато без единого железного гвоздя сработан. Сам Юра идет туда, вытряхнув из карманов все железное. Допросил он с пристрастием и меня, но в моих карманах ничего железного не оказалось. Чувствительность аппаратуры такая, что начальник станции Илья Самсонов каждое утро по магнитограмме четко регистрирует, сколько раз и насколько тщательно кочегары прокачали систему водяного отопления (сдвинувшиеся с места частицы ржавчины устраивают магнитную бурю посильнее китайского атомного взрыва), и делает им соответствующий нагоняй. А поскольку данные взяты с того самого секретного магнитометра дня регистрации, кочегары теряются в догадках, кто же это на них «стучит», и подозревают ученых в интриганстве.

Весь балок - дощатый домик, вагончик - сам по себе прибор, внутрь которого не должно попасть ни лучика света. Поэтому входить туда надо через специальный «шлюз», тамбур, сначала заперев за собой внешнюю дверь, а потом, в полной уже темноте, открыв внутреннюю. Здесь через комнату двойной путь совершают тонкие, как иглы, лучи света. Отражаясь от зеркальца, колеблющегося под действием переменного магнитного поля Земли, каждый луч рисует свою кривую на движущейся ленте фотобумаги. Три луча, три «составляющие» магнитного поля Земли. Его напряженность, то есть сила земного магнита, и два направления на полюс - по горизонтали (склонение) и по вертикали (наклонение).

Все изменения конфигурации и силы земного магнита записаны здесь. Пики и падения на магнитограмме отражают процессы, происходящие в далеком и близком космосе. Ибо Земля - как паук, раскинувший в пространстве чувствительные силовые линии своего магнитного поля.

Коронарный выброс вещества на пути к Земле. Перед ним уплотняется межпланетное магнитное поле и движется ударная волна в межпланетной плазме. Именно эта ударная волна ломает установившийся механизм взаимодействия земной магнитосферы с обычным, постоянным солнечным ветром.Тогда полярные сияния можно иногда видеть и под Москвой

Пульт управления балком, чтобы пореже тревожить аппаратуру, - в том же домике, где дежурят наблюдатели полярных сияний. Отсюда Юра пускает и останавливает ленты своих приборов, калибрует датчики, то есть задает эталонный строго определенный импульс. Этот импульс виден в начале каждой магнитограммы, по нему судят об импульсах естественных.

На стене - гитара. Это под нее вчера пелось, что кто-то должен на Земле дежурить. Юра пришел в геофизику из физики. От ускорителей рукотворных - к естественному ускорителю частиц земной магнитосферы.

У Юры математический склад ума. От объяснений «на пальцах» он все время переходит к формулам. Напишет на клочке бумаги и смотрит победоносно: теперь-то уж мне все должно быть ясно. Но, в общем, в таком подходе было что-то подкупающе логичное. Сложный механизм раскладывался на основные элементы.

– Представь: рой заряженных частиц подлетает к Земле от Солнца. Частица, попадая в зону действия магнита, начинает двигаться вдоль силовой линии магнитного поля. При этом она стремится все делать «по правилам». Например, она вращается вокруг силовой линии с тем большим радиусом, размахом, чем меньше напряженность поля в этом месте.

Что из этого получается? Частица по спирали движется к концу силовой линии. Чем ближе полюс, тем больше напряженность поля, тем меньше радиус спирали и соответственно короче ее «шаг». В какой-то точке этот шаг превращается в нуль и меняет направление: частица раскручивает спираль обратно.

Частица в плену - мечется между двумя полюсами. Масса таких плененных частиц и создает радиационные пояса, иначе - внутреннюю, регулярную магнитосферу Земли.

(Примерно здесь я вставил в Юрин рассказ замечание, что об этом правиле я слышал и считал раньше, что оно почти все объясняет.

Но если бы только я так считал! В конце 1961 года мне, тогда члену литературного объединения при журнале «Техника - молодежи», пришлось интервьюировать старейшего аврорщика, директора Института земного магнетизма и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) Николая Васильевича Пушкова. Интервью, появившееся в журнале несколько месяцев спустя, было озаглавлено борзо и с какой-то безапелляционной окончательностью: «Так как же он работает, земной магнит?». Заголовок мне не нравился и был придуман не мной и уж, конечно, не Пушковым, но, в общем, отражал тон беседы.

Тогда казалось, что разгадка механизма полярных сияний близка.

Помню, я привел тогда Николая Васильевича, человека с тихим голосом и кроткой манерой обращения, в некоторое замешательство своим «технико-молодежным» задором. Ввалился к нему с громоздкой в те времена фотоамуницией, заставлял вздрагивать и мигать на вспышки блица. Тогда мне казалось, что «брать» ученого репортер должен именно так - напористо, в буквальном смысле с огоньком.

Николай Васильевич вынес все и даже успел рассказать массу интересных вещей.

В то время считали так. Радиационные пояса Земли (они были тогда только что открыты) подтверждают верность правил поведения электрически заряженных частиц в магнитном поле Земли, правил, выведенных в начале XX века норвежцем Штермером. Плененные частицы накапливаются в радиационных поясах Земли, бегая взад-вперед по силовым линиям между полюсами. Но в какой-то момент, например после вспышек на Солнце, силовая линия уже не в состоянии удержать возросшее число частиц. Они высыпаются из радиационных поясов обильным дождем и гибнут, порождая полярные сияния.

С тех пор как мы беседовали с Пушковым, прошло не так уж много времени. И все оказалось не так. И поправки к теории Штермера были сделаны, в том числе, и здесь, на станции Тикси. Но вернемся к рассказу Юры.)

– Сияния, скорее, рождаются как раз там, где классические правила не действуют,- в магнитосфере внешней, нерегулярной. Ты знаешь, это длинный хвост разорванных напором «солнечного ветра» силовых линий, исчезающий в космосе с ночной стороны Земли.

Какие линии разрываются в первую очередь? Ясно, не внутренние, идущие над самой поверхностью Земли, а внешние, уходящие своей дугой достаточно далеко в космос. Ну а внешние линии - это понятно - привязаны к полярным областям. Именно поэтому полярные сияния - полярные. Но заметь, сияет не вся полярная шапка, а четко очерченное кольцо по ее краю. Мы здесь как раз на этом кольце. Причем нетрудно посчитать, что кольцо идет как раз по кругу, критическому для силовых линий земного магнита. Ближе к полюсу все силовые линии уже настолько внешние, что почти всегда разорваны и вытянуты в хвост, в нерегулярную магнитосферу. Этот хвост тянется от Земли на десяток ее радиусов, за орбиту Луны. Дальше от полюса, наоборот, все линии обычно замкнуты. И именно здесь, на этой критической границе, происходит противоборство различных сил, вызывающих в конечном счете сияния.