Файл: Омхольт, А. Полярные сияния.pdf

тей [12, 13]. Мы не будем останавливаться на особенностях рентгеновского излучения в полярных сияниях, а сконцен­ трируем внимание на связи рентгеновского и оптического излучений.

Рентгеновское излучение испускается не изотропно от­ носительно направления движения электронов и, кроме того, рассеивается в атмосфере. Поэтому количественное сопоставление рентгеновского спектра и интенсивности, измеренных в некоторой точке, с характеристиками зенит-

Рис. 9.1. Одновременные наблюдения с аэростата а — оптического (2950—3200 Â) (при помощи фотометра) и б — рентгеновского (при помощи сцинтилляционного счетчика) излучений во время поляр­ ного сияния. 1 — рентгеновское излучение > 25 кэВ, 2 — рент­ геновское излучение > 100 кэВ.

ных полярных сияний довольно затруднительно. Сопостав­ ление облегчается, когда формы полярных сияний широкие и диффузные. В этих случаях вариации отношения интен­ сивности рентгеновского и оптического излучений могут непосредственно отражать вариации энергетического спек­ тра первичных электронов.

В согласии с изложенными выше соображениями наблю­ дения свидетельствуют о довольно неопределенной связи рентгеновского и оптического излучений [2,4 —7, 16, 22]. Согласно [4], во время диффузного свечения имеется доволь­ но хорошая корреляция между интенсивностью рентге­ новского излучения и оптическим свечением, определенным по фотографиям камер полного обзора. На рис. 9.1 приведе­ ны регистрограммы, демонстрирующие количественную связь вариаций, часто наблюдаемую в период появления дискретных форм полярных сияний [16].

Вариации интенсивности рентгеновского и оптического излучений подробно исследовали Розенберг и др. [18; см. также 17] по наблюдениям с детекторами рентгеновского

излучения и фотометрами, поднимаемыми на аэростатах. Хотя общие вариации интенсивностей рентгеновского и оптического излучений часто существенно различались, была найдена тесная корреляция пульсаций с периодом несколько секунд, причем нередко эти пульсации были когерентны. С учетом того, что геометрические факторы и углы зрения приборов существенно различаются, это соответствие весьма знаменательно. Пример регистро­ граммы приведен на рис. 9.2. Полученные данные указы­ вают, что даже если энергетический спектр первичных час­ тиц меняется медленно, механизм модуляции, ответствен­ ный за пульсации, воздействует одинаковым образом на электроны всех энергий. На основании сопоставления спектральной плотности одновременных пульсаций в обоих явлениях было сделано заключение, что источник моду­ ляции располагается далеко в магнитосфере [15]. К тако­ му же результату пришли Браун и др. [8, 9] при исследо­ вании пульсаций в рентгеновском излучении в геомагнитно­ сопряженных точках. Корреляция между пульсациями в рентгеновском и оптическом излучениях была рассмот­ рена также в разд. 7.7.

Рентгеновское излучение, по крайней мере в некоторых случаях, проявляется как геомагнитносопряженное яв-

ление. Одновременные всплески рентгеновского излучения наблюдались в магнитносопряженных областях в северном и южном полушариях. Временные вариации и скорости счета были очень похожи, когда аэростаты находились вблизи магнитносопряженных точек (в пределах «15° по геомагнитной долготе и 3° по широте) [2, 8]. Была обна­ ружена сопряженность в медленных вариациях, в пульса­ циях и в микровсплесках, хотя два последних типа были похожи в северном и южном полушариях только тогда, когда аэростаты находились очень близко к магнитносоп­ ряженным точкам. Такие наблюдения вместе с оптическими могли бы пролить свет не только на сопряженность опти­

что вторжения электронов высоких и низких энергий обусловлены существенно различными, но часто действую­ щими одновременно механизмами,и корреляция явлений зависит от того, в какой мере они действуют одновременно. Однако из наблюдений рентгеновского излучения не сле­ дует, что природа процесса ускорения различна для вы­ соких и низких энергий. Качественно наблюдения рентге­ новского излучения согласуются с результатами, следую­ щими из наблюдений оптических сияний и полученными -из прямых измерений корпускулярных потоков. По этим данным и энергетический спектр первичных частиц может существенно меняться от одного полярного сияния к дру­ гому, так же как и в течение одного сияния. Наблюдения рентгеновского излучения являются уникальными, ибо представляют чувствительный метод измерений высокоэнер­ гичного хвоста электронного спектра.

3.Anderson К ■A., Anger C. D., Brown R. R., Evans D. S., J. Geophys. Res., 67, 4076 (1962).

4.Anderson К ■A., DeWitt R., J. Geophys. Res., 68, 2669 (1963).

6.Barcus J. R., J. Geophys. Res., 70, 2135 (1965).

7.Bhavsar P. D., J. Geophys. Res., 66, 679 (1961).

8.Brown R. R., Anderson К ■A., Anger C. D., Evans D. S., J. Geo­

10.Barcus J. R., J. Geophys. Res., 70, 2599 (1965).

11.Chamberlain J. 117., Physics of the Aurora and Airglow, Acad. Press, 1961. (Русский перевод: Дж. Чемберлен, Физика поляр­ ных сияний и излучения атмосферы, ИЛ, М., 1963.)

12.Kremser G., in Aurora and Airglow, ed. В. M. McCormac, Rein­

15.Pettèrsen H., Kvifte G. J., Bjordal J., in The Birkeland Symposium on Aurora and Magnetic Storms, eds. J. Holtet, A. Egeland,

CNRS, 1968.

16. Rosenberg T. J., J. Atmosph. Terrest. Phys., 27, 751 (1965).

17.Rosenberg T. J., Bjordal J., Kvifte G. J., J. Geophys. Res., 72, 3504 (1967).

18.Rosenberg T. J., Bjordal J., Trefall H., Kvifte G. J., Omholt A., Egeland A., J. Geophys. Res., 76, 122 (1971).

19.Town Stephenson S., Handbuch der Physik, Bd. 30, Göttingen— Heidelberg, Springer, 1957, S. 337.

20.Van Allen J. A., Proc. Nat. Acad. Sei., 43, 57 (1957).

21.Winckler J. R„ Peterson L., Phys. Rev., 108, 903 (1957).