Можно ли услышать Северное сияние?

Производят ли световые эффекты северного сияния какой-либо различимый звук? Этот вопрос на протяжении веков озадачивал наблюдателей.

Полярное сияние, вызванное взаимодействием солнечных частиц с молекулами газа в атмосфере Земли, обычно наблюдается около полюсов, где магнитное поле самое сильное. Сообщения о том, что полярные сияния временами производят шум, редки, и исторически появлялись в два периода: 1882–83 и 1932–33 годов. При этом, звуковой эффект по словам очевидцев, проявлялся далеко не всегда, и находился на грани слухового порога.

Отсутствие звукозаписывающей техники, позволяющей проверить их рассказы, не позволило в то время поставить точку в возникшем споре: были ли в самом деле слышны какие-то звуки? В итоге, все свидетельства списали на иллюзии, возникшие от избыточного перевозбуждения зрительной области мозга, распространившегося и на слуховую. Такие эффекты известны: слишком громкий и резкий звук может вызвать субъективно видимую вспышку.

Но затем, финский физик Унто Лайне опубликовал в 2016 году обобщенные результаты 15-летних наблюдений, на основании которых пришел к выводу: да, северное сияние может издавать очень тихие, на грани слышимости, но, тем не менее, поддающиеся фиксации звуки, в виде потрескиваний или хлопков. Лайне предположил, что эти звуки могли издавать электрические разряды, возникающие несколько ниже полярного сияния, в инверсионном слое атмосферы, который может образовываться в ясных и спокойных погодных условиях.

Звукозаписи Лайне сомнений не вызвали, но механизм, предложенный им, породил ряд вопросов. Сомнение вызывало то, что издавать звук, который хотя бы в принципе может услышать человеческое ухо, способны только источники, расположенные достаточно низко в атмосфере – просто по причине разреженности ее верхних слоев. Вместе с тем, измерения, проведенные в 1932-33 годах, показали, что полярные сияния чаще всего происходили на высоте  порядка100 км над Землей, и только в очень редких случаях — ниже 80 км. Случаи возникновения низких полярных сияний, во-первых, отмечались значительно реже, чем издаваемые ими звуки, а, во-вторых, тоже вызывали сомнения. Многое указывало на то, что низкие полярные сияния были оптической иллюзией, вызванной интерференцией при отражении от низких облаков.

Даже допущение о том, что звуки издает не само сияние, а какие-то явления, связанные с ним, но расположенные ниже в атмосфере, как это сделал Лайне, не снимало вопроса о невозможности появления различимых человеком звуков, тем более — слышимых на поверхности Земли, в разреженных слоях атмосферы. Не уяснив же механизма появления звуков, нельзя было исключить и простого совпадения, при котором звуки, зафиксированные Лайне, порождались совершенно другим явлением, временами просто совпадавшим по времени с наблюдаемым северным сиянием. Иными словами, не подвергая сомнению наблюдения, проведенные Лайне, многие физики и метеорологи остались скептически настроены относительно их истолкования, отвергая описания звуков полярных сияний как фольклорные сказки или слуховые иллюзии. Кроме того, нередки были случаи, когда свидетели, наблюдавшие одно и то же полярное сияние, в одной точке Земли, слышали разные звуки.

И все-таки оно звучит

В 1923 году  канадский астроном Кларенс Чант предположил, что движение северного сияния изменяет магнитное поле Земли, вызывая изменения в электризации атмосферы даже на значительном расстоянии. Эта электризация производит и потрескивающий звук, очень похожий на звук статики, причем, производит его на объектах, расположенных, в том числе, и на поверхности Земли. Это может произойти на одежде или очках наблюдателя, или других окружающих его объектах, включая деревья или здания, и может объяснить, среди прочего, почему два наблюдателя могут слышать разные звуки.

Теория Чанта хорошо коррелирует со многими описаниями северного сияния, а также подтверждается случайными сообщениями о запахе озона во время сильных северных сияний.

Тем не менее, работа Чанта осталась практически незамеченной в 1920-х годах, получив признание только в 1970-х, когда два физика, занимавшихся полярным сиянием, пересмотрели исторические свидетельства. Теория Чанта сегодня признана многими учеными, хотя окончательное мнение о том, способно ли полярное сияние генерировать звуки, так и не сложилось.

Из-за пандемии коронавируса многие туристы лишены возможности наблюдать Северное сияние лично. И тогда канадская туристическая компания Explore стала транслировать его онлайн.

По материалам Live Science

Читайте также:

Шведский фотограф поймал в объектив северное сияние и лунную радугу

Запуск Falcon 9 вызвал северное сияние над Калифорнией