Противосияние
История этого необыкновенного явления началась еще в 1803 г., когда, путешествуя по южным странам, знаменитый немецкий естествоиспытатель Александр Гумбольдт обнаружил нечто странное. Когда ночной воздух был особенно чист и прозрачен, в области неба, противоположной Солнцу, ему иногда удавалось заметить тусклое, еле различимое свечение ясно выраженной овальной формы. Свечение это занимало на ночном небе площадь, во много раз превосходящую диск полной Луны.
Описав в числе других диковин природы странное «противосияние», Александр Гумбольдт предоставил будущим исследователям решить вопрос о его происхождении. Прошло, однако, ровно полвека, прежде чем противосияние снова привлекло внимание ученых. Не зная о наблюдениях Гумбольдта, в 1853 г. Джонс, а спустя три года Брорзен, увидев противосияние, приписали его открытие себе.
Удалось установить, что по мере продвижения Солнца по кругу Зодиака смещается и противосияние. Когда Солнце по истечении года снова возвращается в исходное зодиакальное созвездие, противосияние также завершает подобное путешествие. Противосияние при этом все время находится как бы позади Земли, в стороне, противоположной Солнцу. Оно участвует в годовом движении нашей планеты, будучи словно укрепленным на невидимом стержне, проходящем через центры Земли и Солнца. Как и Земля, оно за год завершает оборот вокруг главного светила Солнечной системы.
О структуре противосияния долгое время велись споры. Если противосияние состоит из газов, то почему же эти газы не рассеиваются в пространстве, почему в течение многих десятилетий противосияние обладает замечательным постоянством, отнюдь не свойственным газовым облакам?. Жидкое состояние противосияния также отметалось: за пределами Земли, в леденящем холоде безвоздушного пространства, жидкость существовать не может. Оставалось предположить, что противосияние является твердым образованием.
Однако если противосияние — твердое и холодное образование, то его свечение может быть только отражением солнечных лучей. Значит, противосияние должно возникать далеко от Земли, во всяком случае, дальше того места, где кончается конус земной тени. Иначе говоря, противосияние должно отстоять от Земли не менее, чем на 135 ООО километров. Тогда, если учесть, что с Земли оно видно под средним углом около б градусов, получится, что истинный поперечник противосияния должен быть больше к 140 ООО км! Это уже явная нелепость: вблизи Земли находится колоссальное планетообразное тело с поперечником не меньше, чем у Юпитера и огромной массой, которое при этом совершенно не влияет на движение Земли и других планет. Больше того, нарушая законы Кеплера, это странное тело обращается вокруг Солнца с тем же периодом, что и Земля, хотя его расстояние от Солнца значительно больше.
Существовала и еще одна гипотеза: загадочное противосияние представляет собой огромный рой мелких твердых частиц. Освещенный Солнцем рой кажется с большого расстояния сплошным телом, но на самом дел общая масса его частиц весьма мала, и потому их притяжение не оказывает заметного воздействия на Землю. Так рассуждал астроном Гюльден, выступивший в 1894 г. с «метеоритной-» гипотезой противосияния. Он указал, что по законам небесной механики на прямой, проходящей через центры Солнца и Земли, есть одна из так называемых либрационных точек. Тело небольших размеров, помещенное вблизи этой точки, постоянно будет описывать вокруг нее сложные орбиты сравнительно небольших размеров, так что рой из подобных частиц постоянно будет виден с Земли в стороне, противоположной Солнцу. По подсчетам астронома Мультона, разделявшего идеи Гюльдена, центр роя должен находиться от Земли на расстоянии около 1 500 ООО км., т.е. за концом земной тени.
Это объяснение казалось настолько правдоподобным, что в течение почти четырех десятилетий загадка противосияния считалась решенной. Но в истории науки нередки случаи, когда принятые и как будто не вызывающие сомнений гипотезы подвергаются пересмотру и своеобразной ревизии. То же произошло и с гипотезой Гюльдена — Мультона.
В 1938 г. группа московских астрономов во главе с Н. Д. Моисеевым решила проверить расчеты Гюльдена и Мультона. Исследование велось более обстоятельно и разносторонне, чем в конце прошлого века, и результат получился неожиданный: метеоритный рой Гюльдена — Мультона должен быть неустойчивым: частицы, составляющие его, обречены на постепенное рассеяние в пространстве. Т.о. удивительное постоянство противосияния снова стало загадочным и необъяснимым.
Разгадка природы противосияния была найдена во время Второй Мировой войны. Осенью 1942 г., сравнивая еле уловимый цвет противосияния с окраской некоторых областей Млечного Пути, астроном И.С. Астапович пришел к выводу, что загадочное свечение имеет зеленоватый оттенок. Яркость противосияния, как показали наблюдения, подвергалась заметным, а иногда и очень быстрым изменениям. Бывали ночи, когда за какие-нибудь полчаса яркость увеличивалась на двадцать-тридцать процентов. Как бы разгораясь и снова затухая, противосияние отдаленно напоминало изменчивое полярное сияние.
Сходство с полярным сиянием было не только внешним. В конце сентября 1943 г. удалось зарегистрировать особенно яркую вспышку противосияния. Спустя некоторое время И.С. Астапович получил письмо с Карельского фронта, в котором его сестра сообщала, что в последних числах сентября Карелия освещалась необычайно мощным трехдневным полярным сиянием. Сомнений не было. Противосияние должно иметь газовую природу. По окраске оно похоже на свечение ночного неба или полярного сияния, а его вспышки, как и для последнего, объясняются воздействием Солнца. Очевидно, что не только вспышки, но и вообще само свечение противосияния должно вызываться каким-то излучением, испускаемым Солнцем.
Итак, противосияние оказалось изменчивым образованием, и только его расположение в области неба, противоположной Солнцу, отличалось удивительным постоянством. Впрочем, центр эллипса противосияния, как было замечено еще в 1907 г., не совпадает с точкой, прямо противоположной Солнцу. Он отстоит от нее к западу на 3 градуса (т.е. почти на шесть поперечников Луны).
Перечисленные факты противоречили гипотезе Гюльдена — Мультона, метеоритный рой никак не мог обладать такой быстрой изменчивостью. Но и гипотеза о газовой природе загадочного свечения также встречала большие затруднения. В самом деле, если противосияние — это газовое облако, расположенное за конусом земной тени, то почему оно не рассосется в пространстве? Если же противосияние находится внутри земной атмосферы, то почему оно светится и что заставляет его всегда находиться в стороне, противоположной Солнцу?
После долгих размышлений И. С. Астапович пришел к таким заключениям. Газовое облако, порождающее противосияние, должно непрерывно пополняться все новыми и новыми порциями газа. Только в этом случае ему обеспечено сравнительно устойчивое существование в течение по крайней мере многих десятилетий. Казалось естественным, что источником пополнения противосияния может быть лишь тот исполинский газовый океан, который окутывает нашу планету. От внешних частей земной атмосферы к противосиянию, по-видимому, тянется «рукав», состоящий из непрерывно движущихся газов.
Иначе говоря, у Земли, вероятно, есть своеобразный газовый «хвост», направленный, как и кометные хвосты, в сторону, противоположную Солнцу. Само же противосияние не является каким-то облакообразным сгустком газов вблизи Земли. Противосияние — это проекция на звездное небо газового хвоста Земли. Если бы хвост Земли светился на всем своем протяжении, то противосияние не существовало бы — его свечение «размазалось» бы на все небо.
Однако в действительности свечение в хвосте начинается с расстояния около 125 000 км от Земли. Спектр противосияния мало отличается от спектра ночного неба, порождаемого разреженными газами верхних слоев атмосферы. Тем самым газовая природа противосияния была окончательно установлена.
Так был открыт газовый хвост Земли — удивительная часть нашей планеты, о существовании которой многие из ее обитателей даже не подозревают.
Газовый хвост Земли должен быть очень длинен. Если считать, что убывание яркости в нем происходит по тому же закону, что и в газовых кометных хвостах, то, как показывают расчеты Астаповича, газовый хвост Земли имеет длину около 650 тыс. км, т.е. простирается далеко за орбиту Луны.
Как и газовые кометные хвосты, газовый хвост Земли слегка отклонен в сторону, обратную движению Земли вокруг Солнца. Этим обстоятельством и объясняется тот факт, что центр противосияния смещен на 3 градуса к западу от точки, противоположной Солнцу. Эллиптическая же форма противосияния, как считал академик В. Г. Фесенков, вызвана сплюснутостью земной атмосферы в направлении, перпендикулярном к плоскости земной орбиты. Поэтому и любые поперечные сечения газового хвоста Земли имеют сплюснутую эллиптическую форму.
