Полярне сяйво

Свою розповідь про «незвичайних» природні явища ми почнемо з величного явища природи — полярного або, як його іноді неправильно називають, північного сяйва (називати полярне сяйво північним неправильно тому, що полярні сяйва спостерігаються не тільки у північного полюса Землі, а й у південного) .

З цим чудовим явищем, розігрувати часом на нічному небі, добре знайомі жителі північних областей нашої Батьківщини. Високо в небі виникає невелика пляма, що світиться. Воно росте, розливається по небу, стає все яскравіше і яскравіше. Світлішає ніч. На темному небі полярної ночі спалахують різнокольорові переливаються дуги — червоні, помаранчеві, рожеві. Спалахують пучки яскравих, тремтячих променів. У повітрі як би висять переливаються кольорами веселки величезні гойдається завіси.
«Сполохи грають», — кажуть жителі півночі.

У лютого 1950 року велике полярне сяйво було видно над Москвою. Протягом кількох годин на північній ділянці неба яскраво світилися дві великі дуги — яскраво-червона і світло-зелена. Дуги безперервно змінювали свою яскравість і своє місце, зникали, з’являлися знову. Москвичі з великим інтересом спостерігали це рідкісне для Москви природне явище.

Грандіозна, що з’являється раптово, картина полярного сяйва і незнання причин цього явища в минулому викликали у людей схиляння перед могутніми, невідомими силами природи, зміцнювали віру в божественні, чудесні явища, в «небесні знамення».

Часто величні переливаються сяйва на небі люди приймали за «небесні воїнства». В одній з російських літописів, де описується відоме бій Олександра Невського з німцями на льоду Чудського озера, літописець так і пише:
«Се ж чую від самовидця і рече мі, яко відех полк божий на вьздусе, пришедше на допомогу Олександрією і мнозі відеша Беон полиці божіа, помогающі Олександру».

Сучасна наука, вивчаючи навколишню природу, пізнаючи закономірності та взаємозв’язок різних явищ, знаходить їм просте, природне, науково правильне пояснення. Всі «незвичайні», тобіш рідкісні та незрозумілі на перший погляд явища природи стають ясними, зрозумілими, зрозумілими. Наука виганяє з природи «божественні» сили. Знайдено наукове пояснення і величним полярних сяйв.

Першим вченим, який вивчав природу полярного сяйва, був великий російський вчений М. В. Ломоносов, син рибалки-помора з Білого моря.
Спостерігаючи полярні сяйва, Ломоносов визначив висоту, на якій відбувається це чудове явище.
«Північне сяйво нарочито порядне … — писав він в одному зі своїх творів, — примітив я тут в С.-Петербурзі і скільки можливо було зміряв …»
Ломоносов знайшов, що нижній край спостережуваного полярного сяйва знаходиться приблизно на висоті 150 кілометрів від земної поверхні.
Таким чином, було встановлено, що явища полярного сяйва відбуваються у високих розріджених шарах атмосфери. Які ж сили викликають це чудове явище природи?

Ломоносов припустив, що причиною полярних сяйв служать електричні розряди, що відбуваються в розріджених шарах повітря. Ще раніше, вивчаючи прояви електрики, він знайшов, що в розрідженому повітрі можна при відомих умовах спостерігати електричне світіння. Таке світіння Ломоносов називав «електричним світлом третього роду». Ломоносов ставив спеціальні досліди. Він викачував з скляної кулі повітря і пропускав через нього електричний струм. В кулі з’являвся «блідий і слабкий світло», «… збуджена Електрична сила в кулі, з якого повітря витягнуть, писав учений, — раптові промені випускає, які миттю зникають, в той же майже час нові на їх місцях вискакують, так що безперервне блищання бути, здається ».

З цих дослідів Ломоносов зробив сміливе припущення: «… досить імовірно, писав він, — що північні сяйва народжуються від сталася на повітрі Електричної сили. Підтверджується це подобою явища і іс-Чезану, руху, кольору й увазі, які в північному сяйві і в електричному світлі третього роду показуються ».

Великий російський вчений в основному дав абсолютно правильне пояснення природи полярного сяйва. Тепер добре відомо, що це явище дійсно являє собою світіння розрідженого повітря у високих шарах атмосфери, порушуваного електрично зарядженими частинками.
Подальше вивчення полярних сяйв показало також, що вони дійсно відбуваються на дуже великих висотах — від 80-100 до 800-1000 і більше кілометрів над поверхнею Землі.

Багато вчених після Ломоносова вивчали прохідність електричного струму через розріджені гази
Для досвіду бралися зазвичай запаяні з обох кінців скляні трубки. Повітря з такої трубки відкачувався, і вона заповнювалася небудь розрідженим газом — воднем, азотом, арго-ком та іншими. Електричний струм пропускався через трубку за допомогою впаяних в неї спеціальних металевих пластинок — електродів. Як відомо, повітря та інші гази при атмосферному тиску не проводять електрики; вони є так званими ізоляторами. Але коли газ сильно розріджене, він стає провідником електричного струму. Таке явище і спостерігається в нашій трубці: стоїть у ній створити розрідження газу, як у трубці між електродами утворюється потік швидко летять електрично заряджених частинок — електронів, тобто потече електрично »струм. І тут же в трубці ‘з’являється мерехтливе світіння. Це свічення — результат ударів швидко летять електронів про частинки розрідженого газу, укладеного в трубці.
Різні гази світяться під дією електронів різна. Наприклад, аргон дає блакитне світіння, трубка з неоном світиться червоним світлом. Але що ж викликає грандіозне світіння повітря в його верхніх, розріджених шарах?

Виявляється, також електричні заряджені (позитивно і негативно) частинки; їх викидає зі своїх надр Сонце. Потужні потоки таких часток падають на повітряну оболонку Землі і викликають полярні сяйва.
Наукою встановлено, що особливо багато заряджених частинок викидається з областей так званих «сонячних плям».
Зв’язок «сонячних плям» і полярних сяйв на Землі була помічена вже давно. Справа в тому, що кількість плям на Сонці, а також площа, яку вони займають, не однакові в різні роки. В окремі роки число плям сильно зменшується, а е інші — значно зростає.

Помічено, що сонячні плями бувають особливо численні через кожні одинадцять років. І чудово — полярні сяйва посилюються і слабшають також через кожні одинадцять років. У роки, коли на Сонці спостерігається найбільше число плям, полярні сяйва особливо часті і потужні. Убуває число сонячних плям — і полярні сяйва спостерігаються рідше.
Треба думати також, що Сонце впливає на полярні сяйва і іншим шляхом. Як відомо, до складу сонячного випромінювання входять так звані ультрафіолетові промені (це ті самі промені, які викликають засмагу шкіри). Під дією цих променів на великих висотах нейтральні атоми газів, що входять до складу повітря, перетворюються в електрично заряджені частинки — іони. Такий процес йде у верхніх розріджених шарах атмосфери безперервно, і завдяки цьому над Землею існує область, добре проводить електрику. Це так звана наносфери. І саме тут, в іоносфері, і грають сполохи, полярні сяйва.

Наш земну кулю являє собою величезний маг-кіт. Як і всякий інший магніт, він оточений магнітним силовим полем. Має земної магніт і свої магнітні полюси-північний і південний.
Вони знаходяться поблизу географічних — північного і південного — полюсів Землі. Дія всім відомого компаса — маленької магнітної стрілки — і засновано якраз на тому, що наша Земля є великим магнітом. Магнітне силове поле Землі діє на маленьку магнітну стрілку так, що вона стає уздовж силових ліній земного магнітного поля — в напрямку північ — південь.
Впливає магнітне поле Землі і на потік електрично заряджених частинок, що йде від Сонця; під дією цього поля потік електронів відхиляється до магнітних полюсів Землі — північним та південним. Ось чому полярні сяйва і виникають поблизу полюсів.
Різнобарвні дуги і пучки переливаються променів, які ми бачимо на небі під час полярних сяйв, пов’язані, очевидно, з напрямом дії магнітних сил Землі. Завдяки безперервним змін цих сил безперервно змінюється, «грає», і світіння верхніх шарів повітря над Землею.
Так пояснюється загадка самого величного природного явища — полярного сяйва.

У наші дні на використанні відкритого М. В. Ломоносовим світіння розріджених газів заснований пристрій газосвітних ламп або, як їх часто називають, «ламп денного світла». Ці чудові лампи отримують тепер все більше застосування.
Велика заслуга у створенні «ламп денного світла» належить нашим вченим школи акад. С. І. Вавилова.
Так наука не тільки пояснює незрозумілі явища природи, а й ставить здобуті нею знання на службу людині