Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

- Представь: рой заряженных частиц подлетает к Земле от Солнца. Частица, попадая в зону действия магнита, начинает двигаться вдоль силовой линии магнитного поля. При этом она стремится все делать «по правилам». Например, она вращается вокруг силовой линии с тем большим радиусом, размахом, чем меньше напряженность поля в этом месте.

Что из этого получается? Частица по спирали движется к концу силовой линии. Чем ближе полюс, тем больше напряженность поля, тем меньше радиус спирали и соответственно короче ее «шаг». В какой-то точке этот шаг превращается в нуль и меняет направление: частица раскручивает спираль обратно.

Частица в плену - мечется между двумя полюсами. Масса таких плененных частиц и создает радиационные пояса, иначе - внутреннюю, регулярную магнитосферу Земли.

(Примерно здесь я вставил в Юрин рассказ замечание, что об этом правиле я слышал и считал раньше, что оно почти все объясняет.

Но если бы только я так считал! В конце 1961 года мне, тогда члену литературного объединения при журнале «Техника - молодежи», пришлось интервьюировать старейшего аврорщика, директора Института земного магнетизма и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) Николая Васильевича Пушкова. Интервью, появившееся в журнале несколько месяцев спустя, было озаглавлено борзо и с какой-то безапелляционной окончательностью: «Так как же он работает, земной магнит?». Заголовок мне не нравился и был придуман не мной и уж, конечно, не Пушковым, но, в общем, отражал тон беседы.

Тогда казалось, что разгадка механизма полярных сияний близка.

Помню, я привел тогда Николая Васильевича, человека с тихим голосом и кроткой манерой обращения, в некоторое замешательство своим «технико-молодежным» задором. Ввалился к нему с громоздкой в те времена фотоамуницией, заставлял вздрагивать и мигать на вспышки блица. Тогда мне казалось, что «брать» ученого репортер должен именно так -  напористо, в буквальном смысле с огоньком.

Николай Васильевич вынес все и даже успел рассказать массу интересных вещей.

В то время считали так. Радиационные пояса Земли (они были тогда только что открыты) подтверждают верность правил поведения электрически заряженных частиц в магнитном поле Земли, правил, выведенных в начале XX века норвежцем Штермером. Плененные частицы накапливаются в радиационных поясах Земли, бегая взад-вперед по силовым линиям между полюсами. Но в какой-то момент, например после вспышек на Солнце, силовая линия уже не в состоянии удержать возросшее число частиц. Они высыпаются из радиационных поясов обильным дождем и гибнут, порождая полярные сияния.

С тех пор как мы беседовали с Пушковым, прошло не так уж много времени. И все оказалось не так. И поправки к теории Штермера были сделаны, в том числе, и здесь, на станции Тикси. Но вернемся к рассказу Юры.)

- Сияния, скорее, рождаются как раз там, где классические правила не действуют,- в магнитосфере внешней, нерегулярной. Ты знаешь, это длинный хвост разорванных напором «солнечного ветра» силовых линий, исчезающий в космосе с ночной стороны Земли.

Какие линии разрываются в первую очередь? Ясно, не внутренние, идущие над самой поверхностью Земли, а внешние, уходящие своей дугой достаточно далеко в космос. Ну а внешние линии - это понятно - привязаны к полярным областям. Именно поэтому полярные сияния -  полярные. Но заметь, сияет не вся полярная шапка, а четко очерченное кольцо по ее краю. Мы здесь как раз на этом кольце. Причем нетрудно посчитать, что кольцо идет как раз по кругу, критическому для силовых линий земного магнита. Ближе к полюсу все силовые линии уже настолько внешние, что почти всегда разорваны и вытянуты в хвост, в нерегулярную магнитосферу. Этот хвост тянется от Земли на десяток ее радиусов, за орбиту Луны. Дальше от полюса, наоборот, все линии обычно замкнуты. И именно здесь, на этой критической границе, происходит противоборство различных сил, вызывающих в конечном счете сияния.

Сила солнечного ветра борется здесь с противодействующей ей собственной упругостью магнитосферы. Третья сила -  вращение Земли. Из-за этого вращения какая-то часть силовых линий то попадает в регулярную магнитосферу, то разрывается, чтобы вытянуться в хвост. Эта переменность именно этих линий под действием земного вращения и есть источник полярных сияний.

А непрерывная перестройка всего громоздкого сооружения с тремя его основными силами и может оказаться тем перекачивающим энергию механизмом, который ускоряет солнечные электроны.

(Здесь я вынужден окончательно прервать рассказ Юры, который, несмотря на все мои вздохи и мольбы, погрузился далее в море формул, приговаривая время от времени: «Ты только посмотри, как это просто!»)

Дети Галактики