Фантомы ионосферы
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.
Э.У. Маундер. Странный небесный пришелец
Небесный фейерверк
В середине ноября 1882 года небеса Старого и Нового Света осветились невиданным фейерверком сияний, которые посчастливилось наблюдать многим известным ученым. Среди них были британские астрономы Эдвард Уолтер Маундер и Дж. Рэнд Кэпрон, а также голландцы - профессор Гаагского университета Жан Абрахам Кретьен Оудеманс и выдающийся физик, впоследствии нобелевский лауреат Питер Зееман.
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 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.
Первую догадку о природе странного явления высказал член Королевского астрономического общества Кэпрон, назвав его зеленовато-белым «пятном полярного сияния». Кроме того, он отметил настоящий «магнитный шторм», разразившийся в те дни после появления нескольких крупных пятен на Солнце.
Призрачная труба-торпеда
Анализируя форму пятна, британский астроном обратил внимание на то, что над самым горизонтом объект казался почти круглым, но по мере подъема по небосклону он все более удлинялся. Опускаясь, пятно снова приобретало круглую форму. Создавалось впечатление, что это какой-то цилиндрический предмет, нечто вроде огромной торпеды или трубы, летящей параллельно земной поверхности. Издали такая труба-торпеда с торца казалось бы круглой, пролетая над головой, вытянулась бы в линию, а затем показала бы второй торец и снова стала круглой.
Кэпрону удалось выяснить, что загадочное явление происходило на высотах в две-три сотни километров. Сегодня мы знаем, что именно там происходят различные процессы, связанные с полярными сияниями, которые могли бы создать образ трубы или торпедообразного предмета. Астроном рассчитал, что длина странного объекта должна быть никак не меньше 100 километров, а ширина - двадцать. Труднее всего было поверить в необычную скорость перемещения небесного феномена, ведь тут получались цифры, превышающие десятки тысяч километров в час.
Подобные скорости имеют только 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 охваченным 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.
Через два года история с «небесным сиянием» получила продолжение, когда британский астроном-любитель Эразмус Оммани рассматривал созвездие Кассиопеи. Неожиданно он обнаружил светящееся белым призрачным светом пятно. Странное образование вдруг вспыхнуло ярким блеском и тут же превратилось в четко очерченный диск. 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.
Процессы в ионосфере могут приобретать совершенно необычный характер во время «звездных дождей» из метеоритов. Очевидцы описывают, что при этом центр метеора приобретает кроваво-красный цвет с темно-багровыми оттенками. Иногда от траектории «падающей звезды» тянулись красные лучи, затем они постепенно гасли и приобретали бледно-зеленый оттенок. Одни из них возле центра имели желто-оранжевый оттенок, а другие были окрашены в голубоватые и бледно-зеленые тона.
Подобные явления в стратосфере могут длиться на протяжении всего «звездного ливня», затем еще некоторое время хорошо различимо «послесвечение», когда красные лучи начинают постепенно гаснуть и остается лишь меркнущий бледно-зеленый источник света.
Звездные ливни
Первым в истории астрономии обратил внимание на связь между следами метеоров и переливами полярного сияния М.В. Ломоносов. Великий естествоиспытатель считал, что даже маленькая песчинка, проходя через верхние слои атмосферы, может действовать как горящая лучина, усиливая еще слабое полярное сияние. Сейчас мы знаем, что это очень сложный процесс, и, конечно, он не имеет ничего общего с обычным воспламенением. Но его можно легко объяснить, исходя из представлений о земной магнитосфере и геомагнетизме.
Надо заметить, что М.В. Ломоносов не только всесторонне изучал удивительное явление северного сияния, но и отразил его в литературном творчестве. В одном из своих стихов о сполохах северного неба, которые поморы называли «позорями», он задает вопрос: «Как может быть, чтоб мерзлый пар среди зимы рождал пожар?» Это связано с тогдашней теорией Христиана Вольфа, полагавшего, что причину северных огней следует искать в «тонких испарениях» из земных глубин. По Вольфу, «селитряные и сернистые» газы поднимались ввысь и «возгорали под лучами солнца».
Мы до сих пор не знаем в точности, что наблюдали астрономы и любители в небесах 1882 года. Чаще всего встречаются ссылки на гигантский звездолет или посадочный межпланетный модуль, летящий по низкой орбите над Землей. Однако очень трудно представить себе бесшумно скользящий космический корабль размером в сотни километров!
Метеорологи разделяют все сияния на четыре класса, отличающиеся по яркости в 10 раз. 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 несколько 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.
Ионосферная жизнь
Обычно северные сияния движутся на запад со скоростью примерно один километр в секунду, но метеорологи неоднократно наблюдали и светящиеся облака, мчавшиеся со скоростью более 3000 километров в час. Ключ к разгадке этого явления получили в конце 1940-х годов советские метеорологи. Они неоднократно наблюдали подобные объекты во время ионосферных бурь, сопровождавшихся сильнейшими сполохами света в небе Арктики, и назвали их плазмоидами.
С тех пор ионосферные плазмоиды прочно вошли не только в науку, но и в литературу. Например, известный писатель Фредерик Браун создал оригинальный научно-фантастический рассказ «Волновики». В нем повествуется о новой «полевой» форме жизни - волновиках, проявляющих себя в виде электромагнитных волн радиодиапазона. Браун весьма оригинально представляет эту принципиально новую форму ионосферной жизни, участвующую в создании полярных сияний. Он фантазирует, что для электромагнитных пришельцев доступна любая длина волны. А это означает, что они либо по самой своей природе могут появляться на любой волне, либо могут менять длину волны произвольно, по собственному желанию.
В свою очередь, облик волновиков разнится от одного к другому в пределах от нескольких тысяч километров до полумиллиона. И на вопрос: «А почему все-таки, профессор, вы считаете, что эти радиоволны - живые существа? Почему не просто радиоволны?» - герой рассказа отвечает: «Пришельцы - особая форма жизни, потому что они способны проявлять волю, потому что они могут произвольно менять направление движения, а главным образом потому, что они при любых обстоятельствах сохраняют свою целостность. Радиоприемник еще ни разу не передал двух слившихся сигналов. Они следуют один за другим, но не накладываются друг на друга, как бывает с радиосигналами, переданными на одной волне. Так что, как видите, мы имеем дело не "просто с радиоволнами"...»
Финал произведения построен в трагикомическом ключе: оказывается, космические волновики питаются искусственным и атмосферным электричеством. Это быстро приводит к исчезновению бытовой и промышленной электроэнергии, пропадают молнии, ну а человечество возвращается в век пара.
Итак, теперь мы с уверенностью можем сказать, что знаменитое небесное диво 1882 года было вызвано редким стечением обстоятельств, когда метеоритный поток «звездного дождя» совпал с порывами «солнечного ветра», вызвавшего ионосферную бурю и появление обширных плазмоидов.