НЕБЕСНЫЙ ТЕЛЕВИЗОР

Хотя полярные сияния (ПС) известны с глубокой древности, место и время их действия до недавнего времени оставались предметом острых дискуссий в научных кругах. Даже в настоящее время не до конца раскрыты природа небесных сполохов, механизм и время их действия. В начале 60-х годов ушедшего столетия О.В. Хорошева и Я.И. Фельдштейн, обработав данные наземных наблюдений, пришли к выводу, что ПС имеют вид сплошных овалов, охватывающих магнитные полюса Земли (рис.). Окончательно вопрос был прояснён с появлением искусственных спутников Земли и пилотируемых космических аппаратов. Оказалось, что полярные сияния "горят" у обоих полюсов, как над дневной, так и над ночной частями неба, причём постоянно, меняется лишь интенсивность и форма овалов.

С подачи древних римлян, в научной литературе полярные сияния стали называть авроральными сияниями, а выявленные сравнительно недавно овалы - авроральными овалами.
В России серьёзным изучением ПС занимался М.В. Ломоносов. Как уроженец северных мест, да ещё человек весьма любознательный, он не мог оставить без внимания это интереснейшее явление и завораживающее зрелище. Наблюдая электрические разряды в разреженных газовых средах, он пришёл к выводу, что небесные сполохи имеют ту же природу. Интуиция не подвела его.
У. Паркинсон отмечает, что в спектрах ПС преобладают зелёный и красный цвета, принадлежащие атомарному и молекулярному кислороду. Красные же полосы молекулярного азота обрамляют полярные сияния снизу. Казалось бы, всё ясно, однако земная природа ПС почему-то не стала устраивать учёных, и они начали заглядывать за горизонт - в космос. Впрочем, не без оснований. Была установлена причинная связь между процессами, происходящими на Солнце и ПС. Последние подобно стрелкам электрических приборов, как и сами приборы, чётко отмечают появление солнечных пятен. А коль так, наличие причинной связи между обоими явлениями вроде бы не должно вызывать сомнений. Авроральные овалы, постоянно существующие вокруг обоих геомагнитных полюсов, изменяют интенсивность свечения и конфигурацию в зависимости от обстановки на поверхности Солнца. Вероятно, именно по этой причине земная природа ПС отошла на задний план, а космическая стала доминировать. Но, отдав предпочтение космосу и Солнцу, мы сталкиваемся с определённой трудностью, отсутствием авроральных явлений у других планет Солнечной системы, например, у Венеры и Марса. Нетрудно догадаться, что работу небесного телевизора обеспечивают, в первую очередь, магнитное поле Земли и специфичная азотно-кислородная атмосфера, но с обязательным участием солнечной радиации. Роль последней состоит в возбуждении, атомизации и ионизации кислорода и азота. Что носители электрических зарядов (молекулярные или атомные ионы) должны взаимодействовать с магнитными силовыми линиями давно и хорошо известно, и что этот процесс сопровождается свечением - тоже. Над большей частью земного шара оно слабое, ввиду рассредоточенности магнитных силовых линий. Кроме того, при перемещении заряда вдоль силовых линий его потенциал изменяется незначительно. У полюсов магнитные силовые линии сближены, а в более плотной атмосфере создаются условия для рекомбинации атомных ионов в нейтральные молекулы. Процесс рекомбинации идёт с выделением энергии и сопровождается свечением.
Весьма кратко об искажениях авроральных овалов, цветовых и яркостных флюктуациях сияний. Из-за разной освещённости и неоднородности магнитного поля, количество заряженных частиц над дневной и ночной половинами неба различно, что вызывает появление электрического тока поперёк магнитных силовых линий. Это приводит к искажению геометрии авроральных овалов, а так же к проявлению цветовых и яркостных флюктуаций. Искажения за счет сугубо земных причин имеют регулярный характер. Солнечные причины (пятна, вспышки) вызывают случайные искажения. Некоторые коррективы в работу небесного телевизора вносит открытый космос, но его роль представляется скромной.