26 декабря 2025 12:50:29

Как Карл Лемстрём пытался «зажечь» северное сияние в Лапландии

В 1871 году физик Карл Лемстрём провёл в Лапландии эксперимент и заявил, что увидел сияние, похожее на северное, над вершиной горы.

Северное сияние давно стало символом северной зимы и предметом эстетического восхищения, но в XIX веке это явление оставалось научной загадкой. Люди видели в небе световые дуги и вертикальные столбы, но не понимали, откуда берётся это свечение. Учёные спорили, пробовали разные объяснения и даже пытались приблизиться к эффекту в лабораториях. Один из самых упорных исследователей той эпохи — финский физик Карл Селим Лемстрём.

Как пишет портал «boda», история исследования начинается с путешествия за Полярный круг. В 1868 году Лемстрём участвовал в экспедиции на Шпицберген и впервые увидел северное сияние так близко, как его наблюдают в высоких широтах: оно не выглядело неподвижным фоном, а постоянно меняло форму и яркость. Позже учёный связывал это впечатление с тем, что оно задало направление его дальнейшим исследованиям.

В то время объяснения сияния были разными: от версий о солнечном свете до гипотез об электричестве в атмосфере. В лабораториях предпринимались попытки создать «мини-сияния». Швейцарский физик Огюст де ла Рив показывал электрические разряды в стеклянных трубках с разрежённым газом, и фиолетовое свечение воспринималось как возможный намёк на природу полярных огней.

Лемстрём, однако, считал, что настоящее явление нужно «ловить» в естественной среде. Он предполагал, что атмосферное электричество можно усилить на вершине горы и тем самым приблизиться к эффекту сияния. В начале 1870-х годов учёный отправился в Лапландию, в район озера Инари, и выбрал для эксперимента гору Луосмаваара.

На вершине он установил конструкцию, которая выглядела необычно даже по меркам того времени: тонкие медные провода с острыми концами были разложены в виде венка, от которого тянулась линия к гальванометру на расстоянии нескольких километров, а затем — к заземлению. Всё это приходилось носить на себе, подниматься пешком в мороз и возвращаться снова, когда оборудование покрывалось льдом или переставало работать. Лемстрём писал, что такие подъёмы повторялись почти ежедневно в течение нескольких недель.

Кульминация наступила 22 ноября 1871 года. Лемстрём сообщил, что после замыкания цепи стрелка гальванометра отклонилась. В ту же ночь над вершиной горы он увидел вертикальный столб света и решил, что это результат его установки. Учёный утверждал, что свечение напоминало северное сияние, а спектроскоп показал характерную жёлто-зелёную линию, известную по природным сияниям.

Но даже тогда история не выглядела однозначной. Коллеги отмечали, что свет мог быть обычным северным сиянием, совпавшим по времени с экспериментом, или эффектом отражения от снега и облаков. Лемстрём не скрывал, что интерпретация спорная, однако продолжал публиковать наблюдения, включая материалы в журнале Nature, и выпустил книгу о полярных сияниях.

Со временем выяснилось, что северное сияние связано с процессами на больших высотах: частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами кислорода и азота и заставляют их светиться. Гипотеза Лемстрёма о ключевой роли электричества в нижних слоях атмосферы не подтвердилась. Тем не менее историки науки считают его эксперименты важными: это был один из первых опытов «в поле», где учёный пытался воспроизвести явление не в стеклянной трубке, а в настоящей полярной ночи.

Сегодня исследователи действительно могут вызывать слабые свечения в верхних слоях атмосферы — например, с помощью радиоволн, направленных в ионосферу. Эти эффекты не превращают небо в сцену северного сияния, но позволяют изучать процессы, о которых Лемстрём мог судить лишь по наблюдениям и догадкам.