Занавес!
Все было не так, как в шутливом письме Вали к ее научному руководителю. Не было, разумеется, никакого «Лица» и невидимого излучения. Все было обыкновенно. Сотрудники шли по своим делам, удостоив сияющую в небе гардину беглым, констатирующим профессиональным взглядом. Но я стоял, стоял, пока не закоченел все-таки от мороза.
Оно сияло, изгибаясь широкой лентой, чисто и ясно отраженной в полированной поверхности замерзшего озера. Сначала сияние было ровным, спокойным. Но постепенно равномерность блеска нарушилась. Вертикальные складки небесной шторы будто наливались яркостью. И вот они уже как столбы, как лучи гигантских прожекторов, упершиеся в космос.
Нижняя кромка занавеси заколыхалась, словно потревоженная сквозняком, по ней побежали на запад волны. Затем на какой-то миг все застыло в поразительной четкости. Вертикальные лучи, световые, пятнами, волны. И вдруг вся картина, занявшая полнеба разом, стала приближаться, наплывать, как бы втягивая в самую свою глубину. Иллюзия была такова, что меня даже качнуло - тело рефлекторно подалось назад.
Четкость изображения нарушилась, но ненадолго. Две секунды «не в фокусе» - и вот на небосводе уже совершенно новый узор.
Что за случайное сцепление закономерностей или, если угодно, закономерное сцепление случайностей создало этот гигантский природный телевизор? Экран его - земная ионосфера, источник электронного луча - Солнце, электроннолучевая трубка - растянутый под давлением солнечного ветра длинный хвост, земная магнитосфера. Изображение в этом телевизоре не очень сюжетно и конкретно, зато оно объемно, красочно и бесконечно, калейдоскопно многообразно.
Правда, в этом многообразии есть свои излюбленные мотивы, свои закономерности в смене «пейзажей», привилегированные цвета (красное - азот, зеленое - кислород атмосферы), ритмы. Это не случайно: в основе явления полярных сияний - строгие, хотя и не до конца познанные физические взаимосвязи. Ритмы «солнечной погоды» играют здесь решающую роль. Но в целом клубок всех взаимосвязей еще распутывать и распутывать.
Загадкой (и сейчас, в первом десятилетии нового тысячелетия) остается сезонность полярных сияний. Их больше весной и осенью, чем зимой (имеются в виду сезоны нашего, северного полушария), и гораздо больше, чем летом. Конечно, это связано с наклоном оси земного магнита, а также с тем, что летом и зимой Земля висит над экватором Солнца, где активность ослаблена (см. об этом на стр. 44). Но полной ясности нет...
Есть у ученых из самых разных областей точного знания любимое (а справедливости ради, и необходимое) словечко - корреляция. Это - полное или частичное совпадение в ходе двух или нескольких явлений во времени или в пространстве. Скажем, появление на небе Луны и приливы в океане. Ритмы этих явлений совпадают. Иначе говоря, между ними почти полная корреляция. Говоря точно, она почти равна единице. Ее заметили очень давно и, естественно, заподозрили, что это неспроста. Так родилось открытие.
Но корреляция - вещь каверзная. Случай и капризы статистики вмешиваются и подчас путают карты.
Геомагнитных бурь и полярных сияний больше весной и осенью, чем зимой и значительно больше, чем летом
Американский ученый Кинсмен, человек, видать, остроумный и язвительный, как-то в научном споре прибег к жестокому, но поучительному приему. Его оппонент обнаружил положительную корреляцию (0,65) между числом айсбергов в северной части Атлантики за 10 лет и аномалиями, отклонениями среднемесячной июльской температуры за те же годы в Киуэсте (Флорида). Статьей своей он доказывал зависимость климата Флориды от айсбергов Атлантики. Такая зависимость, возможно, есть и на самом деле. Но Кинсмен подверг сомнению сам способ доказательства, использованный его противником. Он подсчитал корреляцию между тем же числом айсбергов за 10 лет и числом запятых в труде своего противника на 10 страницах подряд. Корреляция получилась 0,81. «Это значительно лучше, чем 0,65, - пишет Кинсмен, - однако никто не станет утверждать, что запятые являются причиной появления айсбергов».
В истории изучения полярных сияний немало «открытий» пало жертвой «айсберг-эффекта». К слову, именно осторожность ученых, хорошо знакомых с этим эффектом, удерживает многих из них от признания иных ритмов нашего мира. Особенно подозрительными считаются корреляции между ритмами земными и космическими.
Конечно, многие корреляции бесспорны. Изменение солнечной активности - порывы солнечного ветра - геомагнитные возмущения - нарушения радиосвязи - усиление атмосферных и земных токов. (Бывает, в кабелях телефонной связи во время сияний наводится такой ток, что перегорают предохранители.) Поэтому солнечные ритмы, достаточно уверенно обнаруженные (27-дневный, 11-летний), прослеживаются и на магнитограммах, и в донесениях межпланетных станций, и в дневниках наблюдателей полярных сияний.
Вспышки на Солнце. Очень часто магнитные бури на Земле и, соответственно, полярные сияния разыгрываются после них. Одно время это стало хрестоматийным - вспышка, дескать, запускает и питает магнитную бурю и сияние. Но прошли годы, и Нэнси Крукер в журнале «Нейчур» не оставила от этой легенды камня на камне. «После - не значит потому что». И вообще, магнитные бури разыгрываются после другого явления на Солнце. Корональный выброс массы. В профиль в момент отрыва он выглядит как дуга, упершаяся двумя концами в поверхность светила. Этот выброс, летящий в нашу сторону, и есть причина и сигнал к магнитному возмущению в электрическом небе нашей Земли. Вспышки - они иногда бывают вслед за выбросом, а иногда и нет, а бури и сияния - обязательно. Есть еще корональная дыра. Ее обнаружили методами рентгеновской астрономии. На снимках она выглядит как темная яма посреди жгутов солнечного огня. Силовые линии магнитного поля Солнца, выходящие из этой дыры, разомкнуты и свободно уходят в пространство. По этим силовым линиям, как по рельсам, летят к Земле самые быстрые протоны. Осенью 2003 года, на спаде солнечной активности, они озадачили ученых всего мира редкой по силе (даже и для пиков солнечной активности) геомагнитной бурей и фейерверком исключительно красивых сияний.
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.
