Полярное сияние

(см. также

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА;

КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ). Эта идея была выдвинута Ойгеном  Гольдштайном еще в 1881 и получила подтверждение в результате лабораторных экспериментов, впервые проведенных  Кристианом Биркеланном. Он поместил внутрь катодной трубки железный шар, названный  им "терреллой", который является моделью Земли и представляет собой электромагнит, покрытый оболочкой, фосфоресцирующей под действием  катодных лучей. Когда Биркеланн  подвергал шар действию катодных лучей, испускаемых непосредственно  в камере, они падали на поверхность  шара вокруг магнитных полюсов, образуя  пояса свечения, подобные поясам полярных сияний. Позднее математическая разработка этой проблемы была реализована Карлом Фредериком Стермером. Она получила известность как теория Биркеланна - Стермера, однако содержала в своей  основе допущение, что от Солнца исходит  поток частиц с одинаковыми электрическими зарядами. Правомерность этого допущения  весьма спорна, так как такой поток  частиц не мог бы приблизиться к  Земле из-за электростатического  отталкивания между одноименно заряженными  частицами. Фредерик А. Линдеман предположил  в 1919, что поток заряженных частиц в целом электрически нейтрален, так как состоит из одинакового  количества положительных и отрицательных  зарядов. Эта идея была развита Сидни  Чепменом и Винсентом С.А.Ферраро  и несколько модифицирована Дэвидом  Ф.Мартином. Тем не менее и эта  теория тоже вызывает сомнения. Она  предполагает существование вакуума  в экзосфере и за пределами  атмосферы, однако недавние наблюдения в этих областях пространства указывают  на наличие заряженных частиц. Некоторыми исследователями была выдвинута  гипотеза, согласно которой облако солнечного газа (плазмы), которое, вероятно, состоит из электронов и протонов, может приближаться к нашей планете  на расстояние около шести земных радиусов от центра Земли. При воздействии  плазмы на магнитное поле Земли возникают  магнитогидродинамические волны. Эти  волны и ускоренные заряженные частицы, движущиеся вдоль геомагнитных силовых  линий, вызывают магнитные бури. Ускоренные частицы проникают до высоты ок. 95 км в зоны полярных сияний, образуя  плотные ядра ионизации вдоль  геомагнитных силовых линий и  вызывая электромагнитную эмиссию  полярных сияний в результате взаимодействия с основными компонентами верхних  слоев атмосферы - кислородом и водородом. Тороидальная область распространения  заряженных частиц, окружающая Землю (т.н. радиационный пояс Ван Аллена), также  может играть важную роль, особенно в качестве причины возникновения  возмущений геомагнитного поля и  связанных с ними полярных сияний. Ультрафиолетовое излучение Солнца, метеоры и ветры в высоких  слоях атмосферы рассматривались  в качестве возможных причин образования  полярных сияний. Тем не менее ни одно из названных явлений не может быть первичной причиной, так как магнитуды их изменений недостаточно велики, чтобы объяснить основные характеристики полярных сияний. Необходимо проводить дальнейшие наблюдения в высоких слоях атмосферы Земли и за ее пределами с применением ракет и искусственных спутников, изучать радиоизлучение, а также рентгеновское излучение Солнца и поведение высокоэнергетических частиц в стратосфере - с помощью метеозондов во время магнитных бурь и при появлении полярных сияний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        Искусственные "полярные сияния".

Свечения, подобные полярным сияниям, возникали в результате ядерных  взрывов в высоких слоях атмосферы, проводившихся министерством обороны  США во время МГГ. Эти эксперименты были важны для изучения радиационного  пояса Ван Аллена и природы  естественных полярных сияний. Такого рода сияния наблюдались в районе островов Мауи (Гавайские о-ва) и  Апиа (о-ва Самоа) вскоре после ядерных  взрывов "Тик" и "Ориндж", которые  проводились на высотах ок. 70 и 40 км над атоллом Джонстон в центральной  части Тихого океана 1 и 12 августа 1958. Свечение, видимое над Апиа 1 августа, состояло из дуги малинового цвета  и лучей, которые сначала были фиолетовыми, затем красными и постепенно переходили в зеленые. Другие искусственно вызванные сияния, связанные со взрывами "Аргус I, II и III", проведенными на высоте ок. 480 км 27 и 30 августа и 6 сентября 1958, наблюдались в районе взрывов  в южной части Атлантического океана. Цвет их был красным с  примесью желтовато-зеленого. Во время  взрыва "Аргус III" красное искусственное  сияние наблюдалось также около  Азорских о-вов, на противоположном  от места взрыва конце соответствующих  силовых линий магнитного поля Земли (т.е. на территории, геомагнитно сопряженной  с данной). Эти наблюдения ясно показывают, что искусственные сияния в районе взрыва и на геомагнитно сопряженной  с ним территории были вызваны  такими высокоэнергетическими частицами, как электроны, образовавшиеся в  результате b-распада при ядерном  взрыве. Иными словами, частицы с  высокой энергией, образовавшиеся в  результате взрыва, двигались вдоль  силовых линий геомагнитного  поля, формируя искусственные радиационные пояса Ван Аллена, и привели  к образованию "полярных сияний" на обоих концах силовых линий. Судя по высоте появления и цветовой гамме  этих сияний, можно предположить, что  причиной их возникновения является возбуждение атмосферного кислорода  и азота в результате соударений с заряженными частицами, обладающими  высокой энергией, что имеет большое  сходство с механизмом образования  естественных полярных сияний. С упомянутыми  взрывами в высоких слоях атмосферы, особенно с экспериментами "Тик" и "Ориндж", были связаны также  существенные возмущения магнитного поля Земли и ионосферы. Таким образом, в результате проведенных экспериментов  была получена важная информация о  естественных полярных сияниях и  связанных с ними явлениях. Существует еще один антропогенный феномен  свечения высоких слоев атмосферы, обусловленный выбросами ракетами газообразного натрия или калия. Это явление можно назвать  искусственным свечением в отличие  от искусственного полярного сияния, так как его причины близки к тем, которые вызывают естественное свечение воздуха.

 

 

 

 

 

  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/1032/ПОЛЯРНОЕ

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%EE%EB%FF%F0%ED%EE%E5_%F1%E8%FF%ED%E8%E5#.D0.9F.D1.80.D0.B8.D1.80.D0.BE.D0.B4.D0.B0_.D0.BF.D0.BE.D0.BB.D1.8F.D1.80.D0.BD.D1.8B.D1.85_.D1.81.D0.B8.D1.8F.D0.BD.D0.B8.D0.B9

http://yandex.ru/yandsearch?text=%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5+%D1%81%D0%B8%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B5&clid=9403&lr=56