Издают ли северные сияния звуки, которые мы можем услышать?

Это вопрос, который веками озадачивал наблюдателей: производят ли фантастические зелёные и малиновые световые завихрения северного сияния какой-либо различимый звук?

Кажется, услышать северное сияние совершенно невозможно. Но почему же многие люди говорят о том, как оно «свистит»?

Вызванное взаимодействием солнечных частиц с молекулами газа в атмосфере Земли, полярное сияние обычно возникает около полюсов Земли, где силовые линии магнитного поля вертикально входят в магнитные полюса. Однако сообщения о том, что северное сияние производит шум, редки — и исторически они отвергались учёными.

Но финское исследование, проведённое в 2016 году, наконец подтвердило, что северное сияние действительно производит звук, слышимый человеческим ухом. Запись, сделанная одним из ученых, участвовавших в исследовании, даже сохранила звук, издаваемый сиянием на высоте 70 метров.

Тем не менее, механизм, стоящий за звуком, остаётся загадочным. Как и условия, которые должны быть соблюдены, чтобы звук был слышен.

Недавнее исследование рассматривает исторические отчёты об авроральном (то есть, издаваемым полярным сиянием) звуке, чтобы понять методы исследования этого неуловимого явления и процесс установления того, были ли эти звуки объективными или воображаемыми.

Шум полярных сияний был предметом особенно оживлённых дискуссий в первые десятилетия 20-го века. Тогда в отчётах из поселений в северных широтах сообщалось, что звук иногда сопровождал завораживающие световые явления в небе.

Свидетели рассказывали о тихом, почти незаметном потрескивании, свисте или свистящем шуме во время особенно ярких проявлений северного сияния. Тем не менее, научное сообщество выражало сомнения — особенно учитывая, что очень немногие исследователи утверждали, что сами слышали неуловимые звуки.

Достоверность отчётов о шумах полярных сияний того времени была тесно связана с измерениями высоты северного сияния. Считалось, что только те явления, которые опустились низко в атмосферу Земли, могут передавать звук, который различим человеческим ухом.

Проблема заключалась в том, что результаты, зарегистрированные во время Второго Международного полярного года (который был в 1932–1933 годах), показали, что полярные сияния чаще всего происходили на высоте 100 км над Землёй и очень редко — ниже 80 км. В таком случае различимый звук будет невозможно передать на поверхность Земли.

Принимая во внимание эти результаты, выдающиеся физики и метеорологи остались скептически настроены, воспринимая описания звука полярных сияний и сообщения об очень низких полярных сияниях как сказки или слуховые иллюзии.

Сэр Оливер Лодж, британский физик, участвовавший в разработке радиотехнологий, заметил, что звук полярных сияний может быть ещё и психологическим феноменом из-за яркости его появления. Точно так же, как метеоры иногда вызывают свистящий звук в мозгу. Метеоролог Джордж Кларк Симпсон тоже утверждал, что появление низких полярных сияний, вероятно, было оптической иллюзией, вызванной интерференцией низких облаков.

Тем не менее, ведущий учёный ХХ века Карл Стёрмер опубликовал отчёты, написанные двумя своими помощниками. Они утверждали, что слышали полярное сияние.

Помощник Стёрмера Ханс Йелструп сказал, что он слышал «очень любопытный слабый свистящий звук, отчётливо волнообразный, который, казалось, точно соответствовал вибрациям полярного сияния», в то время как Тьённ испытал воздействие звука, похожего на «горящую траву или брызги». Какими бы убедительными ни были эти два последних свидетельства, они всё же не предложили механизма, с помощью которого можно было бы зафиксировать авроральный звук.

Ответ на эту загадку был впервые предложен в 1923 году известным канадским астрономом Кларенсом Чантом. Он утверждал, что северное сияние изменяет магнитное поле Земли, вызывая электризацию атмосферы даже на значительном расстоянии.

Эта электризация издаёт потрескивающий звук гораздо ближе к поверхности Земли, чем находится само сияние. Когда разряды встречаются с объектами на земле, получается что-то очень похожее на звук статического электричества. Это может происходить на одежде или очках наблюдателя или, возможно, на окружающих предметах, включая деревья или здания.

Теория Чанта хорошо коррелирует со многими описаниями северного сияния и подтверждается сообщениями о запахе озона во время северного сияния.

Тем не менее, работа Чанта осталась практически незамеченной в 1920-х годах. Она получила признание только в 1970-х, когда два физика, занимавшиеся полярным сиянием, пересмотрели исторические свидетельства. Теория Чанта сегодня широко признана учёными, хотя дебаты о том, как именно работает механизм воспроизведения звука, продолжаются.

Ясно одно: полярное сияние в редких случаях издает звуки, слышимые человеческим ухом. Отчёты о потрескивании, свисте и жужжании, сопровождающие огни, описывают объективный слышимый опыт, а не что-то иллюзорное или воображаемое.