Рекомендуемая литература

Мезенцев В. А. Энциклопедия чудес, т. 1. М., 1969.На севере ночью можно наблюдать небесное сияние. Какова его природа?

Ответ. Начало изучению этого красивейшего явления природы положил великий Ломоносов. Наблюдая с детства небесные «сполохи», он задумался над их природой: «Как может быть, чтоб мерзлый пар среди зимы рождал пожар?»

М. В. Ломоносов предположил, что причиной полярного сияния служат электрические разряды в разреженном воздухе. Чтобы убедиться в справедливости своего предположения, он решил поставить опыты: выкачивал воздух из стеклянного шара и пропускал через шар электричество. Предположение ученого подтвердилось. «Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые во мгновение ока исчезают и в то же почти время новые на их места выскакивают, так что беспрерывное блистание быть кажется», — записал он.

Позднее проходимость электрического тока через разреженные газы изучали другие ученые. В опытах применяли стеклянные трубки, запаянные с двух концов. Чтобы пропускать через такую трубку электрический ток, с обоих ее концов впаивали в стекло небольшие металлические пластинки-электроды, а к ним присоединяли провода от источника тока.

Пока газ, заключенный в трубке, испытывал атмосферное давление, он не проводил электрического тока — свечения в трубке не появлялось. Но стоило создать в трубке разрежение, как в ней возникал поток быстро летящих электрически заряженных частиц (т. е. начинал проходить электрический ток) и появлялось мерцающее свечение, очень похожее на полярное сияние. Это свечение возникает от столкновений быстро летящих электрически заряженных частиц с частичками газа в трубке.

В прошлом веке норвежский физик Биркеланд продолжил изучение полярных сияний. Он изготовил маленькое подобие нашей Земли — небольшой шар, который можно было намагничивать. Кроме того, шар был покрыт краской, светящейся от ударов электрически заряженных частиц — электронов и ионов. Ученый поместил шар в сосуд с разреженным воздухом и «обстрелял» его потоком частиц. Что он увидел? Пока шар не был намагничен, летящие частицы бомбардировали всю поверхность полушария, и оно равномерно светилось. Но как только шар намагнитили, свечение стало появляться только у магнитных полюсов.

Другие ученые, изучая полярное сияние, обратили внимание на одно примечательное обстоятельство: сияния особенно часты и сильны в те годы, когда на Солнце наблюдается наибольшее число пятен. Как только большое пятно проходит через центральный меридиан Солнца, через 20-40 часов после этого в небе над землей всегда играют сполохи. Одновременно на нашей планете разражается магнитная буря, резко ухудшается радиосвязь на коротких волнах, нарушаются правильные показания компаса, затрудняется работа телеграфа и телефона.

Установлено, что Солнце выбрасывает из области солнечных пятен мощные потоки протонов и электронов. Эти потоки называют «солнечным ветром». Достигая верхних, разреженных слоев атмосферы Земли, электрические частицы сталкиваются с молекулами газов, входящих в состав воздуха (главным образом, азота и кислорода), и атомы этих молекул начинают светиться.

Такова природа полярного сияния. Происходит оно на высоте примерно от 100 до 800-900 километров, а иногда и выше над земной поверхностью.

Но почему полярные сияния наблюдаются именно у полюсов? Да потому, что земной шар является большим магнитом. Как и всякий другой магнит, он окружен полем магнитных сил. А это поле влияет на электрические частицы, летящие от Солнца, отклоняет их к полюсам. Магнитные полюсы Земли находятся вблизи географических полюсов — Северного и Южного.

В зависимости от скорости своего движения солнечные частицы влетают в атмосферу нашей планеты то ближе к ее магнитным полюсам, то дальше от них.