1 Anglo-Australian Observatory, Private Bag, Coonabarabran, NSV 2357 (for correspondence)
2 Department of Physics and Mathematical Physics, University of Adelaide
3 Mawson Graduate Centre for Environmental Studies, University of Adelaide
4 Scott Polar Research Institute, University of Cambridge, England, U.K. (present affiliation)
(статья опубликована в Australian Journal of Astronomy 1993, vol. 5(1), p.1-10, перевод Н. А. Лебедевой, г. Екатеринбург)
В оригиналах дневников сэра Дугласа Моусона описаны наблюдения за полярными сияниями, проводившиеся австралийцами, участниками Британской антарктической экспедиции (БАЭ) во время, соответствующее Тунгусскому взрыву, произошедшему над Сибирью 30 июня 1908 г. Обнаружено, что вопреки предположениям о наличии видимых проявлений геомагнитных явлений члены БАЭ, находясь на зимовке недалеко от южного магнитного полюса, никакой исключительной авроралъной активности, которую можно было бы связать с этим событием, не отметили. Однако сильное полярное сияние наблюдалось примерно за 7 часов до взрыва, в связи с чем высказано предположение, что оно могло быть обусловлено противосолнечным ионным хвостом кометоподобного тела, в то время как само это тело было еще далеко от Земли.
Введение
В последние годы в связи с накоплением знаний о наличии в истории Земли столкновений с астероидами и кометами и реальной возможности подобного в будущем было сфокусировано внимание на Тунгусском событии 30 июня 1908 г., как на последнем случае подобного столкновения [Krinov, 1966; Morrison, 1992, в современном контексте, или Welfare and Fairley, 1985, популярное изложение]. В настоящее время предполагается, что этот объект был небольшим астероидом диаметром примерно 50-60 м [Andreev, 1990; Chyba et al. 1993], хотя существует много других гипотез, включая космический корабль, маленькую черную дыру и тело из антиматерии (см.: [D'Alessio and Harms, 1989], которые увеличили количество гипотез, выдвинув гипотезу о ядерном синтезе в газовом чехле, сформированном в атмосфере вокруг сверхскоростного болида). Ценность работы Chyba и др. в том, что они, используя для взаимодействия болид - атмосфера простую динамическую модель, показывают, что для объяснения деталей явления, в частности взрыва на высоте 6-10 км, и отсутствия на земле твердого вещества, не обязателен объект с низкой плотностью (комета). Именно эти факты многих привели к предположению, что или произошел экзотический случай взрыва (как упоминалось выше), или надо принять, что был возможен объект с очень низкой плотностью < 0,01 г/см3 [Turco et al., 1982]. Хотя ранее были высказаны гипотезы, что подобным образом мог проявить себя, взорвавшись в атмосфере, объект с высокой прочностью (Secanina, 1983; Shoemaker, 1983; Levin and Bronshten, 1986).
Предыдущие оценки частоты таких событий (которые подразумеваются под термином «импакт», хотя не похоже, что в данном случае действительно имело место столкновение с твердой поверхностью земли, больше похоже на взрыв в атмосфере) предполагали 1-2 случая в тысячелетие (например, [Champan and Morrison, 1989]), но современные наблюдения посредством космического телескопа в университете Аризоны показывают, что в действительности встреча с достаточно мелкими объектами (менее 100 м) может быть чаще на 2 порядка величины [Rabinowitz, 1991, 1992; Kerr, 1992; Ceplecha, 1992]. Кроме того, большинство моделей основывались на допущении, что частота этих событий рендомизирована во времени (стохастический катастрофизм), тогда как теперь очевидно, что в действительности встреча Земли с небольшими астероидами и кометами может происходить эпизодически (когерентный катастрофизм [Steel, 1991]).
В этом отношении вполне уместна гипотеза, что с Землей сталкиваются части разрушившегося более 20 тыс. лет назад гигантского кометного тела [Napier and Clube, 1979; Clube and Napier 1984, 1990; Steel et al., 1991; Clube, 1988, 1991]. Эта масса скоррелированных объектов размером от субмиллиметровых частиц, определяемых как радарные метеоры в хорошо известных потоках, до макроскопических объектов, включая несколько астероидов типа Аполло и комету Энке, известна как Комплекс Тауриды (далее КТ). Есть предположение, что Тунгусский объект был членом этого комплекса, т.к. и время столкновения, и истинный радиант соответствуют северным дневным метеорным потокам из КТ [Kresak, 1978; Steel et al., 1991; Clarke, 1985]. На большом конце спектра масс имеется по крайней мере 8 или 9 астероидов типа Аполло (плюс короткопериодиче-ская комета Энке), которые, видимо, являются членами ТК; подобные предположения были сделаны первым автором данной статьи и другими исследователями в восьмидесятых годах. Недавно было продемонстрировано, что с вероятностью 95 % подобное построение не случайно [Asher et al., 1993]. В малом конце спектра масс, как много лет назад первым показал Whipple (1967), КТ, связанный с кометой Энке, может представлять собой зодиакальное пылевое облако с размером частиц, в основном, от 10 до 100 мк.
Вероятно, родительские тела, которые могут образовать такую массу материала, как КТ, один раз в столетие или тысячелетие рождают новую долгопериодическую комету с размером ядра более 100 км, которая иногда захватывается на короткопериодическую орбиту с последующим разрушением из-за прохождения через радиус Роша Юпитера, столкновений с метеороидами и астероидами или теплового воздействия при проходе возле Солнца в перигелии. Таким образом, возле комет должны существовать рои более мелких тел [Clube, 1991]. Другой потенциальный источник связан с большими телами, пересекающимися с планетами, которые в настоящее время открыты вне Солнечной системы (например, 2060 Chiron и 5145 Pholus, каждое из которых имеет размер 100-200 км), орбиты их не стабильны; они могут пересечься с траекторией Земли во временном масштабе порядка миллиона лет [Hahn and Bailey, 1990; Asher and Steel, 1993]. Кроме того, обнаружено астероидоподобное тело 1991 DA (диаметром 5-10 км с перигелием в районе Марса и периодом в 41 год, при этом оно выходит за пределы планетной области); оно может служить примером объекта, временами пересекающего орбиту Земли и оказывающего влияние на поступление крупных тел на Землю [Steel et al., 1992; Steel and Asher, 1992]. В зависимости от совокупности и количества таких объектов размером более 100 км в среднем они могут входить внутрь Солнечной системы во временном масштабе порядка 100 000 лет. Таким образом, КТ представляется сформированным путем разрушения одного из вышеописанных объектов в астрономически недавнем прошлом с образованием множества макроскопических тел, расположенных на орбите группами, возможно, в резонансной области Юпитера и регулярно пересекающихся с Землей [Clube and Asher, 1990; Ahser and Clube, 1993].
Тунгусское событие весьма важно для понимания взрывов в воздухе и других подобных событий, которые могли происходить в историческом прошлом [Clube and Napier, 1990] и которые могут случиться в будущем [Steel et al., 1991; Asher et al., 1993]. Такие события сопровождаются значительным воздействием на окружающую среду Земли (см. [Turco et al., 1982], но отметим, что многие из приведенных авторами величин, например плотность тела и энергия, не корректны), так что поводом для исследования таких феноменов скорее являются интересы человечества, чем чисто научное любопытство. Тунгусское событие сопровождалось эффектами планетарного масштаба, поэтому не следует думать, будто следующее подобное явление окажет влияние только на несколько тысяч квадратных километров необитаемого сибирского леса.
В конце июня 1975 г. большое количество примерно однотонных метеороидов столкнулось с Луной, что было определено лунными сейсмометрами, оставленными там «Аполлоном» за несколько лет до этого [Dorman et al., 1978]. Позднее было показано, что они подобны объектам КТ [Oberst and Nakamura, 1987; Oberst, 1989]. Подобные феномены описаны Clube and Asher (1990) и Asher and Clube (1993). Интересен факт, оказавший большое влияние на написание этой статьи, - в конце июня 1975 г. имелось глобально распространенное возмущение низкой ионосферы, что могло быть связано с увеличением потока выпадений на Землю, которые иными способами зарегистрированы не были [Kauftnann et al., 1989].
В 1908 г. было зарегистрировано много атмосферных аномалий, включая сообщения, что можно было читать газету или играть в крикет в середине «ночи» даже в Лондоне (например, см. [Welfare and Fairley, 1985]). Современные исследования геомагнитных явлений показали, что мощный удар, произошедший в эпицентре, имел широко распространенные эффекты [Chirkov, 1987; Gol'din, 1987; Dmitriev, 1988]. В течение 4-5 дней после происшествия были видны светящиеся облака [Vasilyev and Fast, 1970; Bronshten and Grishin, 1976], что подтверждает возмущение верхних слоев атмосферы. Было проведено много исследований взаимодействий с объектами, подобными Тунгусскому болиду, с целью пролить свет на различные изменения, уже произошедшие в окружающей среде, и те, которые могут произойти в будущем, например [Turco et al., 1982; Ivanov, 1991].
В настоящее время, в частности с середины 80-х годов, интерес к Тунгусскому событию и связанными с ним феноменами возрос, особенно среди ученых существовавшего ранее СССР, например, Васильев и Андреев [1989а,б]. В 1989 г. первый автор этой статьи был на конференции по астероидам, кометам и метеорам в Швеции, где было много ученых из стран Восточной Европы и даже Сибири. На этой встрече Н. Васильев и Г. Андреев распространили небольшое сообщение, в котором содержались проблемы, связанные с Тунгусским событием и требующие ответа; это сообщение, несколько измененное, было опубликовано в WGN (журнале Международной метеоритной организации; [Vasilyev and Andreev, 1989a]). Одна из тем особо привлекает внимание - сообщение, что аномальное сияние наблюдалось неким Mouson в районе горы Эребус 30 июня 1908 г. Цель нашей статьи - исследовать вопрос, действительно ли сэр Дуглас Mawson (явно Mouson - последствие перевода с латинского алфавита на славянский и обратно) наблюдал в это время сияние, которое могло быть связано с Тунгусским взрывом.
Сообщение об аномальном сиянии
После того как в середине 80-х годов интерес к Тунгусскому событию и связанным с ним геофизическим эффектам возрос, был сделан призыв к исследованию архивов имеющихся в то время обсерваторий, а в районе эпицентра проведено несколько экспедиций. В отношении сопутствующих эффектов Васильев и Андреев [1989а] констатируют:
Одним из направлений поиска в этом отношении мог бы быть розыск дневников Моусона, который наблюдал сияния в районе вулкана Эребус в Антарктике летом (в южном полушарии зимой) 1908 г. В записях Шеклтона есть информация, что сияние, наблюдавшееся Моусоном 30 июня, визуально было расценено как аномальное. К сожалению, в записях Шеклтона нет деталей события. Так как вулкан Эребус расположен возле противоточки магнитного поля Земли, понятно, что информация о наблюдениях Моусона имеет большой интерес. Все указывает на то, что записи Моусона хранятся в архивах Британского Королевского географического общества в Лондоне, или, возможно, в научном центре в Австралии.
Когда, еще находясь в Швеции, первый из авторов статьи прочитал вышеизложенное, он был весьма удивлен, так как знал, что дневники находятся в Моусоновском институте антарктических исследований университета Аделаиды, не более чем в 30 метрах от его офиса.
Какая связь могла быть между сияниями и Тунгусским взрывом? Начиная с 50-х годов были проведены высотные испытания термоядерных взрывов, и сразу после них часто наблюдались сияния в сопряженных точках земного шара, рассчитанных по отношению к магнитным полюсам Земли, как географически противоположные. Взрывы с мощностью порядка одной мегатонны вызывали сияния в нескольких тысячах километров от центрального района Тихого океана (например, см.: [Boquist and Snyder, 1967]). Так как Тунгусский взрыв произошел на сравнимой высоте, но с большей мощностью (порядка 15 Мт [Ben-Menahem, 1975; Chyba et al., 1993]), возможность возникновения подобных сияний вполне допустима. Однако необходимо отметить, что в то время как область полярных районов - оптимальное место для изучения сияний, возникающих при возбуждении частиц солнечным ветром, остров Росса не расположен близко к точке, сопряженной с районом реки Тунгуска в Сибири.
Прежде всего, необходимо было узнать происхождение предположения относительно этих сияний, т.к. никаких ссылок у Васильева и Андреева не было (1989а). Несомненно, необычные наблюдения южных сияний были отмечены Welfare and Fairley (1985:162-3 and 165), хотя, следуя Васильеву, они неверно приписали наблюдения руководителю экспедиции сэру Эрнесту Шеклтону (см. ниже). Чтобы разобраться в вопросе, первый автор написал своему другу Геннадию Андрееву в Томский университет, который ответил, что информация содержится в статье Васильева и Фаста (1970), где авторы ссылаются на книгу сэра Эрнеста Шеклтона «Сердце Антарктики» [Shackleton, 1909], и, кроме того, сообщил, что вблизи Эребуса наблюдались и аномальные сияния, и необычные солнечные зори, и заходы солнца. Шеклтон был руководителем Британской Антарктической экспедиции (БАЭ) в 1907-1909 гг. и вскоре была издана его книга об экспедиции в популярном изложении. В книге мало говорится о сияниях, кроме самых общих упоминаний о намерениях Моусона их отмечать [Shackleton, 1909:122]. В более поздних публикациях по работам Шеклтона значительного внимания сияниям также не придается [Railing, 1983]. Интересно отметить, что члены БАЭ во время зимовки в Антарктике в 1908 г. готовили первую книгу, чтобы опубликовать ее на континенте под заглавием «Aurora Australis» [Shackleton, 1908], с рисунком на титульном листе сияния, часто наблюдаемого на мысе Ройдс; заинтересованный читатель может найти легко доступную цветную репродукцию рисунка на странице 142 книги Eather (1980).
Роль Моусона
Дуглас Моусон (позднее сэр Дуглас) был молодым геологом в университете Аделаиды, когда в 1907 г. его взяли в экспедицию Шеклтона в качестве физика. Важно отметить, что он не имел соответствующей подготовки и вначале должен был участвовать только в летней экспедиции, но не в зимней. Он должен был освоить новые навыки, новый стиль мышления и взгляды, несколько отличающиеся от чисто геологических; в его обязанности входило «проводить эксперименты и наблюдения в гораздо большем объеме» [Jacka and Jacka, 1988:xxviii]. Руководитель научной части экспедиции - профессор Сиднейского университета T.W. Edgeworth David, был преподавателем Моусона, когда он учился в этом университете, а затем рекомендовал его для работы в Аделаиде.
БАЭ была началом долгой связи Моусона с ледяным континентом. В частности, он работал в Австралийской Антарктической экспедиции 1911-1914 гг., Британской, Австралийской и Новозеландской Антарктических исследовательских экспедициях 1929-1931 гг. Он написал знаменитую книгу The Home of Blizzard (1915). Степень интереса к Моусону в бывшем Советском Союзе можно измерить тем, что его книга была переведена на русский (и другие языки) и переиздавалась много раз, например в Ленинграде в 1935 и Москве в 1967 годах.
В БАЭ Моусон отправился с личным интересом провести исследования и измерения на ледниках и выявить влияние снега и льда на геологию региона в сравнении с данными, которые получил при полевых работах ранее и которые будут получены в будущем на хребте Флиндерс в Южной Австралии. Тем не менее, в его персональные обязанности входила регистрация метеорологических данных и наблюдение сияний, наряду с другими физическими исследованиями. Этим он занимался на протяжении всей экспедиции, в частности в пределах вопросов, затрагиваемых в этой статье, в течение австралийской зимы 1908 г., когда экспедиция находилась на мысе Ройдс, в западной части острова Росса, примерно в 700 км от южного магнитного полюса.
Метеорологические и авроральные наблюдения
В работе Васильева и Андреева (1989а) упоминается о поисках «фрагментов дневников» Моусона, относящихся к исследуемому вопросу. К сожалению, хотя Моусон вел личный дневник почти всю экспедицию, он не делал записей в период между прибытием на мыс Ройдс 24 января 1908 г. и убытием с базы в экспедицию, которую он повел на южный магнитный полюс 1 октября 1908 г. [Jacka and Jacka, 1988:xiii and 6]. Таким образом, соображения, которые имелись у Моусона относительно сияния и/или метеорологических особенностей в конце июня 1908 г. не были записаны. Кроме того, метеорологический судовой журнал корабля «Нимрод», который доставил БАЭ на мыс Ройдс, не заполнялся с 1 февраля по 1 декабря 1908 г. [Innes and Duff, 1990:5/46, entry 6].
Однако детальные записи метеоданных и сияний велись в трех журналах, даты в которых частично повторяются, и 30 июня 1908 г. есть во всех трех томах (Innes and Duff, 1990:5/48, entry 74; с того времени эти журналы числятся в каталоге коллекции Моусона под номером «9ВАЕ»). Они включают:
Том 1 (9ВАЕ/1): Метеорологические наблюдения - данные по давлению и температуре, направлению ветра, особенностях облаков; наблюдения сияний, которые также содержатся в томе 2.
Том 2 (9ВАЕ/2): Наблюдения сияний в более аккуратной форме, чем в томе 1, как второй экземпляр, чтобы облегчить дальнейшую публикацию.
Том 3 (9ВАЕ/3): Наблюдения сияний в более черновой форме.
Innes and Draft (1990:5/48) считают, что тома 1 и 3 - это полевые дневники, а том 2 писался позднее. Некоторые из наблюдений были сделаны другими членами БАЭ (Моусон не мог, конечно, все 24 часа наблюдать один), и наблюдатели были, в общем, внимательны. По крайней мере в интересующий нас период похоже, что том 1 содержит наблюдения, сделанные другими членами экспедиции (в частности, ночным вахтенным), но позднее записаны Моусоном. Том 3 содержит записи собственных наблюдений Моусона, а том 2 состоит из двух серий записей, расположенных хронологически и последовательно. Все три тома представляются оригиналами, в которых есть данные о сиянии 30 июня 1908 г.
В 1916 г. после того как он стал работать в Австралийской Антарктической экспедиции, Моусон опубликовал статью «Наблюдения сияний на станции мыса Ройдс в Антарктике», в которой представлена информация, собранная БАЭ в 1908 г. Несомненно, что том 2 был основой для материалов, опубликованных Моусоном в 1916 г., т.к. в большинстве мест и определенно в отношении конца июня и начала июля 1908 г. язык аналогичен. Во введении Моусон отметил, что сам он пытался делать все наблюдения сияний между 8 часами утра и полуночью, другие (особенно, Дэвид) также должны были делать наблюдения; ночным вахтенным было отдано распоряжение будить Моусона при необычных случаях. Далее, если нам необходимы наблюдения, сделанные именно во время события на Тунгуске, надо знать какое время использовали в БАЭ и как оно связано с мировым. То есть какое время показывали официальные часы на мысе Ройдс?
Тунгусский взрыв произошел в 00 ч 14 мин 28 с универсального времени 30 июня 1908 г. [Веп-Menahem, 1975; Hughes, 1976]. Этот район расположен на широте 60° 55' С и долготе 101° 57' В, местное время здесь было около 07 ч 15 мин утра. Мыс Ройдс находится в координатах 77° 34' Ю и 166° 09' В, так что местное стандартное время должно было быть на 11 ч вперед от универсального времени (к ближайшему часу) и тогда местное стандартное время, соответствующее Тунгусскому событию, должно соответствовать примерно 11ч 15 мин 30 июня. Однако часы экспедиции на мысе шли неправильно и как следует не контролировались персоналом [Mawson, 1916:152], а именно по этим часам время регистрировалось в журнале наблюдений. Kidson (без даты: 12; см. [Mill, 1930]) констатировал, что в ночь на 17 июля часы отставали на 1 ч 12 мин, хотя Моусон (1916:152) считал, что ошибка во времени могла быть только на несколько минут. Допуская, что часы были установлены правильно в начале марта и что скорость их хода была постоянной, 30 июня они должны были отставать немногим более чем на час, тогда по журналу наблюдений время Тунгусского события принимаем около 10 ч 15 мин 30 июня. Далее все время принимается по часам экспедиции. Ниже будет видно, что ошибка во времени здесь не существенна. Так как было сообщено, что необычные свечения наблюдались членами экспедиции и до, и после Тунгусского события (см. [Welfare and Fairley, 1985:162-3]), необходимо рассмотреть сведения, по крайней мере, за все 30 июня.
Наблюдения свечений 30 июня 1908 г.
Записи за 29 июня не отличались от сделанных в предыдущие дни, они были не регулярны, с промежутками примерно в 2 часа. В 21.35 Моусон записал: «Сильное свечение среди темных слоистых облаков к С от В», в 23.00 он пишет: «Слабое свечение на ЮВ горизонте. Этим вечером заметно отсутствие сияний» [Mawson, 1916:178 = 9ВАЕ/2:56]. Только более ранние наблюдения были сделаны им самим. В 9ВАЕ/3:54 он записал: «9.35 утра. Заметное свечение среди темных слоистых облаков к С от В. Очень яркое по краю и пятнах посередине. Позднее оно практически исчезло. На дежурстве МакКей - профессор сделал запись в 2.50 утра», далее наблюдений нет; но с 23.00 наблюдение (явно ночным дежурным - см. ниже) записано в 9ВАЕ/1.
Приведенные выше и ниже сообщения цитируются для того, чтобы показать, что сам Моусон все наблюдения не делал. Профессор здесь — T.W. Edgeworth David; МакКей — Dr. A. Forbes MacKay, врач экспедиции; Мюррей — James Murrey, биолог, и Дей - Bernard Day, электротехник и механик по двигателям [Jacka and Jacka, 1988:389]. Подробности наблюдений в ночь с 29 на 30 июня, приведенные ниже, взяты из 9ВАЕ/1:39-40.
30 июня. Ночной дежурный МакКей: очень слабое свечение к ЮВ между 11 вечера и полуночью. Профессор сделал следующую запись: Между 2.50 и 3.30 утра как показано выше (см. эскиз). Темное облако, разорванное, из высокослоистых облаков вдоль возвышенностей о[стров]а Росса, протянувшееся с Ю от В к С от 3 дает большую картину светящегося типа по всей длине. Свечение особенно яркое возле облаков. Люминесценция прошла от С к Ю. Наиболее яркое сияние видно при прохождении. МакКей пишет об очень сильном занавесочном сиянии с яркими лентами и т.д. с Ю к В неба. Очень красивая картина продолжалась примерно до 8.30, затем все затухло.
Позднее эти записи были отредактированы Моусоном и опубликованы [Моусон, 1916:179 = 9ВАЕ/2:56], хотя не ясно где было зарегистрировано время наблюдений МакКея рано утром (опубликовано, как начавшиеся в «4 часа утра»), похоже что у ночного дежурного был свой дневник, которым затем пользовался Моусон, когда готовил 9ВАЕ/2, находя неточности в ВАЕ/1. Ссылку на эскиз мы идентифицировать не смогли.
В любом случае все выше изложенное, кажется, свидетельствует о том, что активность сияний была необычной в течение примерно 6 часов с раннего утра; однако необходимо отметить, что вопреки стандартному порядку, согласно которому он должен быть разбужен «при необычных явлениях» [Моусон, 1916:151], сам Моусон не был свидетелем наблюдаемого. Также надо отметить, что опубликованная версия [Моусон, 1916:179] не содержит упоминания о том, что «наиболее интенсивная яркость сияния наблюдалась при прохождении». Похоже, что Дэвид, как начальник научной группы экспедиции, а также учитель и руководитель Моусона в Сиднее, отменил инструкцию о необходимости будить Моусона при необычной интенсивности сияний.
Далее в 9ВАЕ/3:54-5.
30 июня. В 8.40 утра (Мюррей). Разорванная занавеска [прочитать невозможно] и над Эребусом — прох. к Ю и поднимается выше — затем сконцентрировалась на Ю в один луч слабо желтоватого цвета, возможно из-за дневного света. Слева от Эребуса в 8.45 утра, где дневной свет усилился, от горизонта к зениту поднимается лента и там [так] несколько туманных пятен на верхушках облака, видных при дневном свете. В 8.50 утра в небе несколько разбросанных лент почти к зениту на Ю к С. Небо в общем чистое —разбросаны высокие слоистые облака от В к 3 через С. В 9.45 слабые следы лент на ЮЗ к ЮВ неба. Темное слоистое облако от СЗ к В с бахромой к Ю через светлое туманное слоистое облако. От луны длинные светлые туманные полосы пересекают небо в зените к Ю — они пересекли чистое небо к Ю, но идут в высокое слоистое облако к С. Там высокие слоистые облака с бахромой из светлого материала — в некоторых отношениях это выглядит подобно сиянию, но не совсем, может быть, просто слабые перистые облака. Небо весь день и вечер необычно чистое, но до середины вечера сияний нет, когда [прочитать невозможно] ночной вахтой.
Далее сияний не было до 22.00, и вышеприведенные наблюдения были кратко суммированы Моусоном [1916:179 = 9ВАЕ/2:56-57]. Этой ночью (30 июня - 1 июля) ночным дежурным был Дэй, некоторые наблюдения сделаны Дэвидом [9ВАЕ/1:40 и 9ВАЕ/3:55]. Наблюдения сияний с 8.50 до 22.00 проводились Моусоном, или Дэй или МакКей делали наблюдения в 22.00-22.30, Моусон от 22.30 до 23.10, и затем Дэй заступил в ночь, некоторые наблюдения делал Дэвид, и есть записи от полуночи до 02.00 1 июля. Похоже, что Моусон не видел ничего аномального между 09.45 и 12.00, в этот промежуток времени, в который произошел Тунгусский взрыв, шли экспедиционные часы на час медленнее или нет?
Суммируя вышеизложенное. Необычные сияния наблюдались Дэвидом примерно за 6 или 7 часов до Тунгусского события, во время, соответствующее взрыву, никакого заметного эффекта или чего-либо неординарного не было. Действительно, хотя некоторые сияния были видны спустя примерно 2 часа после события, в следующие 10 часов какая-либо авроральная активность отсутствовала. Поскольку наблюдениями занимались несколько человек, сравнение затруднено, однако, Моусон сам делал все наблюдения в течение примерно 2 часов до взрыва и 10-11 часов после.
В опубликованном описании Моусон (1916) при суммировании и анализе полного комплекта наблюдений не выделил.30 июня, несмотря на то, что некоторые другие периоды выделялись как особенные. Кажется вероятной следующая интерпретация:
1. Не будучи свидетелем происходящего 30 июня, Моусон исключил эти явления из списка примеча тельных событий или умышленно, или по ошибке.
2. Хотя Дэвид описал происходящее, как «наиболее интенсивное сияние наблюдалось при прохожде нии» (по крайней мере так Моусон записал в 9ВАЕ/1), возможно, поскольку это явление произошло еще только в середине зимнего сезона, картины, наблюдавшиеся позднее, были найдены более яркими, и наблюдение 30 июня не было включено в список как событие, не заслуживающие внимания.
Связано ли предшествующее сияние с кометой?
Наконец настало время назвать возможную причину, которая приходит на ум в связи с особенным сиянием, наблюдавшимся Дэвидом примерно за 7 часов до Тунгусского взрыва, при допущении, что оно действительно было таким, и что Моусон упустил его при проведении анализа всего комплекса наблюдений сияний.
Для Тунгусского объекта сейчас есть существенные доказательства, что это было высокопрочное каменное тело [Chyba et al., 1993], а не что-то со структурой низкой прочности, подобное тому, которое на современном уровне знания (или невежества) наиболее часто ассоциируется с кометами. Однако представляется вероятным, что выделение объектом газа может образовать «кометный» ионный хвост, пересечение которого с Землей может начаться (и закончиться) за много часов до того, как в атмосферу войдет твердое тело. Модель для объектов, относящихся к комплексу Таурид (а одним из них и является Тунгусское тело), которой придер живается первый автор (например [Clube, 1988 and 1991; Steel et al., 1991]) предполагает, что существовала гигантская высокодифференцированная комета, распавшаяся на массу кусков и образовавшая большое количество дочерних продуктов, некоторые из которых сейчас могут являться астероидами типа Аполло, но еще проявляют остаточную кометную активность. Неожиданное появление примерно два века назад кометы Энке, хотя и до этого она должна была существовать на той же самой орбите, может свидетельствовать о том, что, появляясь прежде, она была астероидальной, но при периодическом приближении к Солнцу сформировалась кома. Кажется вероятным, что другие объекты в КТ, которые сейчас классифицируются как астероиды [Asher et al., 1993] в будущем могут подобным же образом изменить свою природу. Один из таких астероидов КТ особенно для этого подходящий — астероид 2201 Oljato, который явно пересекается с ионосферой Венеры, когда проходит возле этой планеты, что было зарегистрировано магнитометром, находящимся на искусственном спутнике Венеры [Russell et al., 1984].
Принимая относительную скорость 30 км/с (в случае если Тунгусский объект был частью КТ [Kresak, 1978], за несколько часов до «импакта» объект должен был находиться примерно за 750 тыс. км от Земли (почти в два раза дальше, чем Луна). Активные кометы образуют ионные хвосты с волокнистой структурой, которые тянутся на многие миллионы километров в направлении от Солнца и имеют поперечник до миллиона километров (см., например [Ip and Axford, 1982]), так что существует возможность пересечения хвоста с Землей. Согласно закону Кеплера о равных площадях объект, сближающийся с планетой под низким углом в направлении от Солнца, должен иметь кажущийся радиант в точке, близкой к направлению на Солнце (сравните относительные позиции на небе радианта метеорного потока Бета Таурид и Солнца в конце июня); таким образом противо-солнечный ионный хвост с достаточным поперечным размером может вызвать авроральную активность до «импакта». Рассмотрение этого предположения мы оставляем специалистам в данной области.
Литература
Andreev G., 1990. In: C.-I. Lagerkvist, Y. Rickman, B.A. Lindblad and Lindgred (edd.), Asteroids, Comets, Meteors HI, p.240. University of Uppsala, Sweden.
Asher D.J. and Clube S.V.M., 1993. Q.J.R. astr. Soc, in press. Asher D.J., Clube S.V.M. and Steel D.I., 1993. Mon. Not. R. astr. Soc, in press.
Asher D.J. and Steel D.I., 1993. Mon. Not. R. astr. Soc, in press. Ben-Menahem A., 1975. Physics Earth & Planetary Interiors, 11, 61.
Boquist W.P. and Snyder J.W., 1967. In: B.M. McCormac (ed.) Aurora and Airglow, p.325. Reinhold, New York.
Bronshten V.A. and Grishin N.I., 1976. Noctilucent Clouds, translate by H. Olaru and D. Lederman, Keter Publishing, Jerusalem. Ceplecha Z., 1992. Astr. Astrophs., 263:361.
Chapman C.R. and Morrison D., 1989. Cosmic Catastrophes. Plenum Press, New York. Chircov N.P., 1987. In: Yu.A. Dolgov (ed.) Cosmic Matter and Earth, p.215. Nauka, Novosibirsk, USSR. In Russian.
Chyba С, Thomas P. and Zahnle K., 1993. Nature, 361:40. Clarke A.C., 1985., In: S. Welfare and J. Fairley, Arthur С Clarke's Mysterious World, p. 167. Collins, London.
Clube S.V.M., 1988. Speculations Sci. Tech., 11:255.
Clube S.V.M., 1991. Adv. Space Res., 11:63.
Clube S.V.M. and Asher D.J., 1990. In: C.-I. Lagerkvist, H. Rickman, B.A. Lindblad and M. Lindgren (edd.), Asteroids, Comets, Meteors HI, p.275. University of Uppsala, Sweden.
Clube S.V.M. and Napier W.M., 1984. Mon. Not. R.. astr. Soc, 211:953.
Clube S.V.M. and Napier W.M., 1990. The cosmic Winter. Blackwells, Oxford.
D'Alessio S.J.D. and Harms A.A., 1989. Planet. Space Sci., 37:329.
Dmitriev A.N., '1988. In: Yu.A. Dolgov (ed.), Aktual'nye Voprosy Meteoritiki v Sibiri (Present-day Problems of Meteorites in Siberia), p. 105, Nauka, Novosibirsk, USSR. In Russia.
Dorman J., Evans S., Nakamura Y. and Latham G., 1978.iVoc. Lunar Planet. Sci. Con/., 9:3615.
Eather R.N., 1980. Majestic Lights: The Aurora in Science, History and the Arts, American Geophysical Union, Washington, DC.
Goldin V.D., 1987. In: Yu.A. Dolgov (ed.), Cosmic Matter and the Earth, p.44. Nauka, Novosibirsk, USSR. In Pussia.
Hahn G. and Bailey M.E., 1990. Nature, 348:132. Hughes D.W., 1976. Nature, 259:626.
Innes M. and Duff H., 1990. Mawson's Papers. Mawson Institute for Antarctic Research, University of Adelaide.
Ip W.-H. and Axford W.I., 1982. In: L. Wilkening (ed.), Comets, p.588. University of Arizona, Tucson.
Ivanov B.A., 1991. Adv. Space Res., 11:67. Jacka F. and Jacka E., 1988. Mawson's Antarctic Dairies. Allen and Unwin, Sydney.
Kaufmann P., Kuntz V.L.R., Pies Leme N.M., Piazza L.R., Vilas Boas J.W.S., Brecher K. and Crouchley J., 1989. Science, 246:787.
Kerr R.A., 1992. Science, 258:403.
Kidson E., n.d. [1930]. British Antarctic Expedition 1907-09, Reports of Scientific Investigations, Meteorology. Kresak L., 1978. Bull. astr. Inst. Csl, 29:199.
Krinov E.L., 1966. Gient Meteorites. Pergamon, Oxford.
Levin B.Yu. and Bronshten V.A., 1986. Meteoritics, 21:199.
Mawson D., 1915. The Home of the Blizzard: Being the Story of the Australasian Antarctic Expedition 1911-14, 2 vols., Wm. Heinemann, London.
Mawson D., 1916. Trans. R. Soc. S,A., 40:151.
Mill H.R., 1930. Nature, 126:561.
Morrison D., (ed.), 1992. Report of NASA International Near-Earth-Object Detection Workshop. NASA, Washington, DC.
Napier W.M. and Clube S.V.M., 1979. Nature, 282:455. Oberst J., 1989. Meteoritics, 24:23.
Oberst J. and Nakamura Y., 1987. Proc. Lunar Planet. Sci. Conf, 17:E769. Planetary Institute, Houston, Texas.
Rabinowitz D., 1.991. Astr. J, 101:1518.
Rabinowitz D., 1992. In: A.W. Harris and E.L.G. Bowell (edd.), Asteroids, Comets, Meteors 1991, p.481.
Lunar and Railing C, 1983. Shackleton: His Antarctic Writings. BBC, London.
Russel C.N., Aroian R., Arghavani M. and Nock K., 1984. Science, 226:43.
Secanina Z., 1983. Astr. J., 88:1382.
Shackleton E.H., (ed.) 1908. Aurora Australis, printed for private circulation at Cape Royds, Antarctica. First facsimile edition published in 1986 by Bluntisham and Paradigm, Aldburgh, Norfolk, U.K., with a preface by Lord Edward Shackleton and an introduction by J. Millard.
Shackleton E.H., 1909. The Heart of the Antarctic: Being the Story of the British Antarctic Expedition 1907-1909. Wm. Heinemann, London.
Shoemaker E.M., 1983. Ann. Rev. Earth Planet. Sci, 11:461. Steel D., 1991. Nature, 354:265.
Steel D.I., Asher D.J. and Clube S.V.M., 1991. Mon. Not. R. astr. Soc, 251:632.
Steel D.I. and Asher D.J., 1992. In: J.A. Fernandez and H. Rickman (edd.), Periodic Comets, p.65. University of the Republic, Montevideo, Uruguay.
Steel D.I., McNaught R.H. and Asher D.J., 1992. In: A.W. Harris and E.L.G. Bowell (edd.), Asteroids, Comets, Meteors 1991, p.573. Lunar and Planetary Institute, Houston, Texas.
Turco R.P., Toon O.B., Park C, Whitten R.C., Pollack J.B. and Noerdinger P., 1982. Icarus, 50:1.
Vasilyev N. and Andreev G., 1989a. WGN, 17:122. Vasilyev N. and Andreev G., 1989b. WGN, 17:245.
Vasilyev N.V. and Fast N.P., 1970. In: The physics of the mesospheric (noctilucent) clouds, p.95. Riga, USSR. In Russian. Welfare S. and Fairley J., 1985. Arthur С Clarke's Mysterious World, p.153.
Collins, London. Whipper F.L., 1967. In: J.L. Weinberg (ed.), The Zodiacal Light and the Interplanetary Medium, p.409. NASA SP- 150, Washington, DC.
2 Department of Physics and Mathematical Physics, University of Adelaide
3 Mawson Graduate Centre for Environmental Studies, University of Adelaide
4 Scott Polar Research Institute, University of Cambridge, England, U.K. (present affiliation)
(статья опубликована в Australian Journal of Astronomy 1993, vol. 5(1), p.1-10, перевод Н. А. Лебедевой, г. Екатеринбург)
В оригиналах дневников сэра Дугласа Моусона описаны наблюдения за полярными сияниями, проводившиеся австралийцами, участниками Британской антарктической экспедиции (БАЭ) во время, соответствующее Тунгусскому взрыву, произошедшему над Сибирью 30 июня 1908 г. Обнаружено, что вопреки предположениям о наличии видимых проявлений геомагнитных явлений члены БАЭ, находясь на зимовке недалеко от южного магнитного полюса, никакой исключительной авроралъной активности, которую можно было бы связать с этим событием, не отметили. Однако сильное полярное сияние наблюдалось примерно за 7 часов до взрыва, в связи с чем высказано предположение, что оно могло быть обусловлено противосолнечным ионным хвостом кометоподобного тела, в то время как само это тело было еще далеко от Земли.
Введение
В последние годы в связи с накоплением знаний о наличии в истории Земли столкновений с астероидами и кометами и реальной возможности подобного в будущем было сфокусировано внимание на Тунгусском событии 30 июня 1908 г., как на последнем случае подобного столкновения [Krinov, 1966; Morrison, 1992, в современном контексте, или Welfare and Fairley, 1985, популярное изложение]. В настоящее время предполагается, что этот объект был небольшим астероидом диаметром примерно 50-60 м [Andreev, 1990; Chyba et al. 1993], хотя существует много других гипотез, включая космический корабль, маленькую черную дыру и тело из антиматерии (см.: [D'Alessio and Harms, 1989], которые увеличили количество гипотез, выдвинув гипотезу о ядерном синтезе в газовом чехле, сформированном в атмосфере вокруг сверхскоростного болида). Ценность работы Chyba и др. в том, что они, используя для взаимодействия болид - атмосфера простую динамическую модель, показывают, что для объяснения деталей явления, в частности взрыва на высоте 6-10 км, и отсутствия на земле твердого вещества, не обязателен объект с низкой плотностью (комета). Именно эти факты многих привели к предположению, что или произошел экзотический случай взрыва (как упоминалось выше), или надо принять, что был возможен объект с очень низкой плотностью < 0,01 г/см3 [Turco et al., 1982]. Хотя ранее были высказаны гипотезы, что подобным образом мог проявить себя, взорвавшись в атмосфере, объект с высокой прочностью (Secanina, 1983; Shoemaker, 1983; Levin and Bronshten, 1986).
Предыдущие оценки частоты таких событий (которые подразумеваются под термином «импакт», хотя не похоже, что в данном случае действительно имело место столкновение с твердой поверхностью земли, больше похоже на взрыв в атмосфере) предполагали 1-2 случая в тысячелетие (например, [Champan and Morrison, 1989]), но современные наблюдения посредством космического телескопа в университете Аризоны показывают, что в действительности встреча с достаточно мелкими объектами (менее 100 м) может быть чаще на 2 порядка величины [Rabinowitz, 1991, 1992; Kerr, 1992; Ceplecha, 1992]. Кроме того, большинство моделей основывались на допущении, что частота этих событий рендомизирована во времени (стохастический катастрофизм), тогда как теперь очевидно, что в действительности встреча Земли с небольшими астероидами и кометами может происходить эпизодически (когерентный катастрофизм [Steel, 1991]).
В этом отношении вполне уместна гипотеза, что с Землей сталкиваются части разрушившегося более 20 тыс. лет назад гигантского кометного тела [Napier and Clube, 1979; Clube and Napier 1984, 1990; Steel et al., 1991; Clube, 1988, 1991]. Эта масса скоррелированных объектов размером от субмиллиметровых частиц, определяемых как радарные метеоры в хорошо известных потоках, до макроскопических объектов, включая несколько астероидов типа Аполло и комету Энке, известна как Комплекс Тауриды (далее КТ). Есть предположение, что Тунгусский объект был членом этого комплекса, т.к. и время столкновения, и истинный радиант соответствуют северным дневным метеорным потокам из КТ [Kresak, 1978; Steel et al., 1991; Clarke, 1985]. На большом конце спектра масс имеется по крайней мере 8 или 9 астероидов типа Аполло (плюс короткопериодиче-ская комета Энке), которые, видимо, являются членами ТК; подобные предположения были сделаны первым автором данной статьи и другими исследователями в восьмидесятых годах. Недавно было продемонстрировано, что с вероятностью 95 % подобное построение не случайно [Asher et al., 1993]. В малом конце спектра масс, как много лет назад первым показал Whipple (1967), КТ, связанный с кометой Энке, может представлять собой зодиакальное пылевое облако с размером частиц, в основном, от 10 до 100 мк.
Вероятно, родительские тела, которые могут образовать такую массу материала, как КТ, один раз в столетие или тысячелетие рождают новую долгопериодическую комету с размером ядра более 100 км, которая иногда захватывается на короткопериодическую орбиту с последующим разрушением из-за прохождения через радиус Роша Юпитера, столкновений с метеороидами и астероидами или теплового воздействия при проходе возле Солнца в перигелии. Таким образом, возле комет должны существовать рои более мелких тел [Clube, 1991]. Другой потенциальный источник связан с большими телами, пересекающимися с планетами, которые в настоящее время открыты вне Солнечной системы (например, 2060 Chiron и 5145 Pholus, каждое из которых имеет размер 100-200 км), орбиты их не стабильны; они могут пересечься с траекторией Земли во временном масштабе порядка миллиона лет [Hahn and Bailey, 1990; Asher and Steel, 1993]. Кроме того, обнаружено астероидоподобное тело 1991 DA (диаметром 5-10 км с перигелием в районе Марса и периодом в 41 год, при этом оно выходит за пределы планетной области); оно может служить примером объекта, временами пересекающего орбиту Земли и оказывающего влияние на поступление крупных тел на Землю [Steel et al., 1992; Steel and Asher, 1992]. В зависимости от совокупности и количества таких объектов размером более 100 км в среднем они могут входить внутрь Солнечной системы во временном масштабе порядка 100 000 лет. Таким образом, КТ представляется сформированным путем разрушения одного из вышеописанных объектов в астрономически недавнем прошлом с образованием множества макроскопических тел, расположенных на орбите группами, возможно, в резонансной области Юпитера и регулярно пересекающихся с Землей [Clube and Asher, 1990; Ahser and Clube, 1993].
Тунгусское событие весьма важно для понимания взрывов в воздухе и других подобных событий, которые могли происходить в историческом прошлом [Clube and Napier, 1990] и которые могут случиться в будущем [Steel et al., 1991; Asher et al., 1993]. Такие события сопровождаются значительным воздействием на окружающую среду Земли (см. [Turco et al., 1982], но отметим, что многие из приведенных авторами величин, например плотность тела и энергия, не корректны), так что поводом для исследования таких феноменов скорее являются интересы человечества, чем чисто научное любопытство. Тунгусское событие сопровождалось эффектами планетарного масштаба, поэтому не следует думать, будто следующее подобное явление окажет влияние только на несколько тысяч квадратных километров необитаемого сибирского леса.
В конце июня 1975 г. большое количество примерно однотонных метеороидов столкнулось с Луной, что было определено лунными сейсмометрами, оставленными там «Аполлоном» за несколько лет до этого [Dorman et al., 1978]. Позднее было показано, что они подобны объектам КТ [Oberst and Nakamura, 1987; Oberst, 1989]. Подобные феномены описаны Clube and Asher (1990) и Asher and Clube (1993). Интересен факт, оказавший большое влияние на написание этой статьи, - в конце июня 1975 г. имелось глобально распространенное возмущение низкой ионосферы, что могло быть связано с увеличением потока выпадений на Землю, которые иными способами зарегистрированы не были [Kauftnann et al., 1989].
В 1908 г. было зарегистрировано много атмосферных аномалий, включая сообщения, что можно было читать газету или играть в крикет в середине «ночи» даже в Лондоне (например, см. [Welfare and Fairley, 1985]). Современные исследования геомагнитных явлений показали, что мощный удар, произошедший в эпицентре, имел широко распространенные эффекты [Chirkov, 1987; Gol'din, 1987; Dmitriev, 1988]. В течение 4-5 дней после происшествия были видны светящиеся облака [Vasilyev and Fast, 1970; Bronshten and Grishin, 1976], что подтверждает возмущение верхних слоев атмосферы. Было проведено много исследований взаимодействий с объектами, подобными Тунгусскому болиду, с целью пролить свет на различные изменения, уже произошедшие в окружающей среде, и те, которые могут произойти в будущем, например [Turco et al., 1982; Ivanov, 1991].
В настоящее время, в частности с середины 80-х годов, интерес к Тунгусскому событию и связанными с ним феноменами возрос, особенно среди ученых существовавшего ранее СССР, например, Васильев и Андреев [1989а,б]. В 1989 г. первый автор этой статьи был на конференции по астероидам, кометам и метеорам в Швеции, где было много ученых из стран Восточной Европы и даже Сибири. На этой встрече Н. Васильев и Г. Андреев распространили небольшое сообщение, в котором содержались проблемы, связанные с Тунгусским событием и требующие ответа; это сообщение, несколько измененное, было опубликовано в WGN (журнале Международной метеоритной организации; [Vasilyev and Andreev, 1989a]). Одна из тем особо привлекает внимание - сообщение, что аномальное сияние наблюдалось неким Mouson в районе горы Эребус 30 июня 1908 г. Цель нашей статьи - исследовать вопрос, действительно ли сэр Дуглас Mawson (явно Mouson - последствие перевода с латинского алфавита на славянский и обратно) наблюдал в это время сияние, которое могло быть связано с Тунгусским взрывом.
Сообщение об аномальном сиянии
После того как в середине 80-х годов интерес к Тунгусскому событию и связанным с ним геофизическим эффектам возрос, был сделан призыв к исследованию архивов имеющихся в то время обсерваторий, а в районе эпицентра проведено несколько экспедиций. В отношении сопутствующих эффектов Васильев и Андреев [1989а] констатируют:
Одним из направлений поиска в этом отношении мог бы быть розыск дневников Моусона, который наблюдал сияния в районе вулкана Эребус в Антарктике летом (в южном полушарии зимой) 1908 г. В записях Шеклтона есть информация, что сияние, наблюдавшееся Моусоном 30 июня, визуально было расценено как аномальное. К сожалению, в записях Шеклтона нет деталей события. Так как вулкан Эребус расположен возле противоточки магнитного поля Земли, понятно, что информация о наблюдениях Моусона имеет большой интерес. Все указывает на то, что записи Моусона хранятся в архивах Британского Королевского географического общества в Лондоне, или, возможно, в научном центре в Австралии.
Когда, еще находясь в Швеции, первый из авторов статьи прочитал вышеизложенное, он был весьма удивлен, так как знал, что дневники находятся в Моусоновском институте антарктических исследований университета Аделаиды, не более чем в 30 метрах от его офиса.
Какая связь могла быть между сияниями и Тунгусским взрывом? Начиная с 50-х годов были проведены высотные испытания термоядерных взрывов, и сразу после них часто наблюдались сияния в сопряженных точках земного шара, рассчитанных по отношению к магнитным полюсам Земли, как географически противоположные. Взрывы с мощностью порядка одной мегатонны вызывали сияния в нескольких тысячах километров от центрального района Тихого океана (например, см.: [Boquist and Snyder, 1967]). Так как Тунгусский взрыв произошел на сравнимой высоте, но с большей мощностью (порядка 15 Мт [Ben-Menahem, 1975; Chyba et al., 1993]), возможность возникновения подобных сияний вполне допустима. Однако необходимо отметить, что в то время как область полярных районов - оптимальное место для изучения сияний, возникающих при возбуждении частиц солнечным ветром, остров Росса не расположен близко к точке, сопряженной с районом реки Тунгуска в Сибири.
Прежде всего, необходимо было узнать происхождение предположения относительно этих сияний, т.к. никаких ссылок у Васильева и Андреева не было (1989а). Несомненно, необычные наблюдения южных сияний были отмечены Welfare and Fairley (1985:162-3 and 165), хотя, следуя Васильеву, они неверно приписали наблюдения руководителю экспедиции сэру Эрнесту Шеклтону (см. ниже). Чтобы разобраться в вопросе, первый автор написал своему другу Геннадию Андрееву в Томский университет, который ответил, что информация содержится в статье Васильева и Фаста (1970), где авторы ссылаются на книгу сэра Эрнеста Шеклтона «Сердце Антарктики» [Shackleton, 1909], и, кроме того, сообщил, что вблизи Эребуса наблюдались и аномальные сияния, и необычные солнечные зори, и заходы солнца. Шеклтон был руководителем Британской Антарктической экспедиции (БАЭ) в 1907-1909 гг. и вскоре была издана его книга об экспедиции в популярном изложении. В книге мало говорится о сияниях, кроме самых общих упоминаний о намерениях Моусона их отмечать [Shackleton, 1909:122]. В более поздних публикациях по работам Шеклтона значительного внимания сияниям также не придается [Railing, 1983]. Интересно отметить, что члены БАЭ во время зимовки в Антарктике в 1908 г. готовили первую книгу, чтобы опубликовать ее на континенте под заглавием «Aurora Australis» [Shackleton, 1908], с рисунком на титульном листе сияния, часто наблюдаемого на мысе Ройдс; заинтересованный читатель может найти легко доступную цветную репродукцию рисунка на странице 142 книги Eather (1980).
Роль Моусона
Дуглас Моусон (позднее сэр Дуглас) был молодым геологом в университете Аделаиды, когда в 1907 г. его взяли в экспедицию Шеклтона в качестве физика. Важно отметить, что он не имел соответствующей подготовки и вначале должен был участвовать только в летней экспедиции, но не в зимней. Он должен был освоить новые навыки, новый стиль мышления и взгляды, несколько отличающиеся от чисто геологических; в его обязанности входило «проводить эксперименты и наблюдения в гораздо большем объеме» [Jacka and Jacka, 1988:xxviii]. Руководитель научной части экспедиции - профессор Сиднейского университета T.W. Edgeworth David, был преподавателем Моусона, когда он учился в этом университете, а затем рекомендовал его для работы в Аделаиде.
БАЭ была началом долгой связи Моусона с ледяным континентом. В частности, он работал в Австралийской Антарктической экспедиции 1911-1914 гг., Британской, Австралийской и Новозеландской Антарктических исследовательских экспедициях 1929-1931 гг. Он написал знаменитую книгу The Home of Blizzard (1915). Степень интереса к Моусону в бывшем Советском Союзе можно измерить тем, что его книга была переведена на русский (и другие языки) и переиздавалась много раз, например в Ленинграде в 1935 и Москве в 1967 годах.
В БАЭ Моусон отправился с личным интересом провести исследования и измерения на ледниках и выявить влияние снега и льда на геологию региона в сравнении с данными, которые получил при полевых работах ранее и которые будут получены в будущем на хребте Флиндерс в Южной Австралии. Тем не менее, в его персональные обязанности входила регистрация метеорологических данных и наблюдение сияний, наряду с другими физическими исследованиями. Этим он занимался на протяжении всей экспедиции, в частности в пределах вопросов, затрагиваемых в этой статье, в течение австралийской зимы 1908 г., когда экспедиция находилась на мысе Ройдс, в западной части острова Росса, примерно в 700 км от южного магнитного полюса.
Метеорологические и авроральные наблюдения
В работе Васильева и Андреева (1989а) упоминается о поисках «фрагментов дневников» Моусона, относящихся к исследуемому вопросу. К сожалению, хотя Моусон вел личный дневник почти всю экспедицию, он не делал записей в период между прибытием на мыс Ройдс 24 января 1908 г. и убытием с базы в экспедицию, которую он повел на южный магнитный полюс 1 октября 1908 г. [Jacka and Jacka, 1988:xiii and 6]. Таким образом, соображения, которые имелись у Моусона относительно сияния и/или метеорологических особенностей в конце июня 1908 г. не были записаны. Кроме того, метеорологический судовой журнал корабля «Нимрод», который доставил БАЭ на мыс Ройдс, не заполнялся с 1 февраля по 1 декабря 1908 г. [Innes and Duff, 1990:5/46, entry 6].
Однако детальные записи метеоданных и сияний велись в трех журналах, даты в которых частично повторяются, и 30 июня 1908 г. есть во всех трех томах (Innes and Duff, 1990:5/48, entry 74; с того времени эти журналы числятся в каталоге коллекции Моусона под номером «9ВАЕ»). Они включают:
Том 1 (9ВАЕ/1): Метеорологические наблюдения - данные по давлению и температуре, направлению ветра, особенностях облаков; наблюдения сияний, которые также содержатся в томе 2.
Том 2 (9ВАЕ/2): Наблюдения сияний в более аккуратной форме, чем в томе 1, как второй экземпляр, чтобы облегчить дальнейшую публикацию.
Том 3 (9ВАЕ/3): Наблюдения сияний в более черновой форме.
Innes and Draft (1990:5/48) считают, что тома 1 и 3 - это полевые дневники, а том 2 писался позднее. Некоторые из наблюдений были сделаны другими членами БАЭ (Моусон не мог, конечно, все 24 часа наблюдать один), и наблюдатели были, в общем, внимательны. По крайней мере в интересующий нас период похоже, что том 1 содержит наблюдения, сделанные другими членами экспедиции (в частности, ночным вахтенным), но позднее записаны Моусоном. Том 3 содержит записи собственных наблюдений Моусона, а том 2 состоит из двух серий записей, расположенных хронологически и последовательно. Все три тома представляются оригиналами, в которых есть данные о сиянии 30 июня 1908 г.
В 1916 г. после того как он стал работать в Австралийской Антарктической экспедиции, Моусон опубликовал статью «Наблюдения сияний на станции мыса Ройдс в Антарктике», в которой представлена информация, собранная БАЭ в 1908 г. Несомненно, что том 2 был основой для материалов, опубликованных Моусоном в 1916 г., т.к. в большинстве мест и определенно в отношении конца июня и начала июля 1908 г. язык аналогичен. Во введении Моусон отметил, что сам он пытался делать все наблюдения сияний между 8 часами утра и полуночью, другие (особенно, Дэвид) также должны были делать наблюдения; ночным вахтенным было отдано распоряжение будить Моусона при необычных случаях. Далее, если нам необходимы наблюдения, сделанные именно во время события на Тунгуске, надо знать какое время использовали в БАЭ и как оно связано с мировым. То есть какое время показывали официальные часы на мысе Ройдс?
Тунгусский взрыв произошел в 00 ч 14 мин 28 с универсального времени 30 июня 1908 г. [Веп-Menahem, 1975; Hughes, 1976]. Этот район расположен на широте 60° 55' С и долготе 101° 57' В, местное время здесь было около 07 ч 15 мин утра. Мыс Ройдс находится в координатах 77° 34' Ю и 166° 09' В, так что местное стандартное время должно было быть на 11 ч вперед от универсального времени (к ближайшему часу) и тогда местное стандартное время, соответствующее Тунгусскому событию, должно соответствовать примерно 11ч 15 мин 30 июня. Однако часы экспедиции на мысе шли неправильно и как следует не контролировались персоналом [Mawson, 1916:152], а именно по этим часам время регистрировалось в журнале наблюдений. Kidson (без даты: 12; см. [Mill, 1930]) констатировал, что в ночь на 17 июля часы отставали на 1 ч 12 мин, хотя Моусон (1916:152) считал, что ошибка во времени могла быть только на несколько минут. Допуская, что часы были установлены правильно в начале марта и что скорость их хода была постоянной, 30 июня они должны были отставать немногим более чем на час, тогда по журналу наблюдений время Тунгусского события принимаем около 10 ч 15 мин 30 июня. Далее все время принимается по часам экспедиции. Ниже будет видно, что ошибка во времени здесь не существенна. Так как было сообщено, что необычные свечения наблюдались членами экспедиции и до, и после Тунгусского события (см. [Welfare and Fairley, 1985:162-3]), необходимо рассмотреть сведения, по крайней мере, за все 30 июня.
Наблюдения свечений 30 июня 1908 г.
Записи за 29 июня не отличались от сделанных в предыдущие дни, они были не регулярны, с промежутками примерно в 2 часа. В 21.35 Моусон записал: «Сильное свечение среди темных слоистых облаков к С от В», в 23.00 он пишет: «Слабое свечение на ЮВ горизонте. Этим вечером заметно отсутствие сияний» [Mawson, 1916:178 = 9ВАЕ/2:56]. Только более ранние наблюдения были сделаны им самим. В 9ВАЕ/3:54 он записал: «9.35 утра. Заметное свечение среди темных слоистых облаков к С от В. Очень яркое по краю и пятнах посередине. Позднее оно практически исчезло. На дежурстве МакКей - профессор сделал запись в 2.50 утра», далее наблюдений нет; но с 23.00 наблюдение (явно ночным дежурным - см. ниже) записано в 9ВАЕ/1.
Приведенные выше и ниже сообщения цитируются для того, чтобы показать, что сам Моусон все наблюдения не делал. Профессор здесь — T.W. Edgeworth David; МакКей — Dr. A. Forbes MacKay, врач экспедиции; Мюррей — James Murrey, биолог, и Дей - Bernard Day, электротехник и механик по двигателям [Jacka and Jacka, 1988:389]. Подробности наблюдений в ночь с 29 на 30 июня, приведенные ниже, взяты из 9ВАЕ/1:39-40.
30 июня. Ночной дежурный МакКей: очень слабое свечение к ЮВ между 11 вечера и полуночью. Профессор сделал следующую запись: Между 2.50 и 3.30 утра как показано выше (см. эскиз). Темное облако, разорванное, из высокослоистых облаков вдоль возвышенностей о[стров]а Росса, протянувшееся с Ю от В к С от 3 дает большую картину светящегося типа по всей длине. Свечение особенно яркое возле облаков. Люминесценция прошла от С к Ю. Наиболее яркое сияние видно при прохождении. МакКей пишет об очень сильном занавесочном сиянии с яркими лентами и т.д. с Ю к В неба. Очень красивая картина продолжалась примерно до 8.30, затем все затухло.
Позднее эти записи были отредактированы Моусоном и опубликованы [Моусон, 1916:179 = 9ВАЕ/2:56], хотя не ясно где было зарегистрировано время наблюдений МакКея рано утром (опубликовано, как начавшиеся в «4 часа утра»), похоже что у ночного дежурного был свой дневник, которым затем пользовался Моусон, когда готовил 9ВАЕ/2, находя неточности в ВАЕ/1. Ссылку на эскиз мы идентифицировать не смогли.
В любом случае все выше изложенное, кажется, свидетельствует о том, что активность сияний была необычной в течение примерно 6 часов с раннего утра; однако необходимо отметить, что вопреки стандартному порядку, согласно которому он должен быть разбужен «при необычных явлениях» [Моусон, 1916:151], сам Моусон не был свидетелем наблюдаемого. Также надо отметить, что опубликованная версия [Моусон, 1916:179] не содержит упоминания о том, что «наиболее интенсивная яркость сияния наблюдалась при прохождении». Похоже, что Дэвид, как начальник научной группы экспедиции, а также учитель и руководитель Моусона в Сиднее, отменил инструкцию о необходимости будить Моусона при необычной интенсивности сияний.
Далее в 9ВАЕ/3:54-5.
30 июня. В 8.40 утра (Мюррей). Разорванная занавеска [прочитать невозможно] и над Эребусом — прох. к Ю и поднимается выше — затем сконцентрировалась на Ю в один луч слабо желтоватого цвета, возможно из-за дневного света. Слева от Эребуса в 8.45 утра, где дневной свет усилился, от горизонта к зениту поднимается лента и там [так] несколько туманных пятен на верхушках облака, видных при дневном свете. В 8.50 утра в небе несколько разбросанных лент почти к зениту на Ю к С. Небо в общем чистое —разбросаны высокие слоистые облака от В к 3 через С. В 9.45 слабые следы лент на ЮЗ к ЮВ неба. Темное слоистое облако от СЗ к В с бахромой к Ю через светлое туманное слоистое облако. От луны длинные светлые туманные полосы пересекают небо в зените к Ю — они пересекли чистое небо к Ю, но идут в высокое слоистое облако к С. Там высокие слоистые облака с бахромой из светлого материала — в некоторых отношениях это выглядит подобно сиянию, но не совсем, может быть, просто слабые перистые облака. Небо весь день и вечер необычно чистое, но до середины вечера сияний нет, когда [прочитать невозможно] ночной вахтой.
Далее сияний не было до 22.00, и вышеприведенные наблюдения были кратко суммированы Моусоном [1916:179 = 9ВАЕ/2:56-57]. Этой ночью (30 июня - 1 июля) ночным дежурным был Дэй, некоторые наблюдения сделаны Дэвидом [9ВАЕ/1:40 и 9ВАЕ/3:55]. Наблюдения сияний с 8.50 до 22.00 проводились Моусоном, или Дэй или МакКей делали наблюдения в 22.00-22.30, Моусон от 22.30 до 23.10, и затем Дэй заступил в ночь, некоторые наблюдения делал Дэвид, и есть записи от полуночи до 02.00 1 июля. Похоже, что Моусон не видел ничего аномального между 09.45 и 12.00, в этот промежуток времени, в который произошел Тунгусский взрыв, шли экспедиционные часы на час медленнее или нет?
Суммируя вышеизложенное. Необычные сияния наблюдались Дэвидом примерно за 6 или 7 часов до Тунгусского события, во время, соответствующее взрыву, никакого заметного эффекта или чего-либо неординарного не было. Действительно, хотя некоторые сияния были видны спустя примерно 2 часа после события, в следующие 10 часов какая-либо авроральная активность отсутствовала. Поскольку наблюдениями занимались несколько человек, сравнение затруднено, однако, Моусон сам делал все наблюдения в течение примерно 2 часов до взрыва и 10-11 часов после.
В опубликованном описании Моусон (1916) при суммировании и анализе полного комплекта наблюдений не выделил.30 июня, несмотря на то, что некоторые другие периоды выделялись как особенные. Кажется вероятной следующая интерпретация:
1. Не будучи свидетелем происходящего 30 июня, Моусон исключил эти явления из списка примеча тельных событий или умышленно, или по ошибке.
2. Хотя Дэвид описал происходящее, как «наиболее интенсивное сияние наблюдалось при прохожде нии» (по крайней мере так Моусон записал в 9ВАЕ/1), возможно, поскольку это явление произошло еще только в середине зимнего сезона, картины, наблюдавшиеся позднее, были найдены более яркими, и наблюдение 30 июня не было включено в список как событие, не заслуживающие внимания.
Связано ли предшествующее сияние с кометой?
Наконец настало время назвать возможную причину, которая приходит на ум в связи с особенным сиянием, наблюдавшимся Дэвидом примерно за 7 часов до Тунгусского взрыва, при допущении, что оно действительно было таким, и что Моусон упустил его при проведении анализа всего комплекса наблюдений сияний.
Для Тунгусского объекта сейчас есть существенные доказательства, что это было высокопрочное каменное тело [Chyba et al., 1993], а не что-то со структурой низкой прочности, подобное тому, которое на современном уровне знания (или невежества) наиболее часто ассоциируется с кометами. Однако представляется вероятным, что выделение объектом газа может образовать «кометный» ионный хвост, пересечение которого с Землей может начаться (и закончиться) за много часов до того, как в атмосферу войдет твердое тело. Модель для объектов, относящихся к комплексу Таурид (а одним из них и является Тунгусское тело), которой придер живается первый автор (например [Clube, 1988 and 1991; Steel et al., 1991]) предполагает, что существовала гигантская высокодифференцированная комета, распавшаяся на массу кусков и образовавшая большое количество дочерних продуктов, некоторые из которых сейчас могут являться астероидами типа Аполло, но еще проявляют остаточную кометную активность. Неожиданное появление примерно два века назад кометы Энке, хотя и до этого она должна была существовать на той же самой орбите, может свидетельствовать о том, что, появляясь прежде, она была астероидальной, но при периодическом приближении к Солнцу сформировалась кома. Кажется вероятным, что другие объекты в КТ, которые сейчас классифицируются как астероиды [Asher et al., 1993] в будущем могут подобным же образом изменить свою природу. Один из таких астероидов КТ особенно для этого подходящий — астероид 2201 Oljato, который явно пересекается с ионосферой Венеры, когда проходит возле этой планеты, что было зарегистрировано магнитометром, находящимся на искусственном спутнике Венеры [Russell et al., 1984].
Принимая относительную скорость 30 км/с (в случае если Тунгусский объект был частью КТ [Kresak, 1978], за несколько часов до «импакта» объект должен был находиться примерно за 750 тыс. км от Земли (почти в два раза дальше, чем Луна). Активные кометы образуют ионные хвосты с волокнистой структурой, которые тянутся на многие миллионы километров в направлении от Солнца и имеют поперечник до миллиона километров (см., например [Ip and Axford, 1982]), так что существует возможность пересечения хвоста с Землей. Согласно закону Кеплера о равных площадях объект, сближающийся с планетой под низким углом в направлении от Солнца, должен иметь кажущийся радиант в точке, близкой к направлению на Солнце (сравните относительные позиции на небе радианта метеорного потока Бета Таурид и Солнца в конце июня); таким образом противо-солнечный ионный хвост с достаточным поперечным размером может вызвать авроральную активность до «импакта». Рассмотрение этого предположения мы оставляем специалистам в данной области.
Литература
Andreev G., 1990. In: C.-I. Lagerkvist, Y. Rickman, B.A. Lindblad and Lindgred (edd.), Asteroids, Comets, Meteors HI, p.240. University of Uppsala, Sweden.
Asher D.J. and Clube S.V.M., 1993. Q.J.R. astr. Soc, in press. Asher D.J., Clube S.V.M. and Steel D.I., 1993. Mon. Not. R. astr. Soc, in press.
Asher D.J. and Steel D.I., 1993. Mon. Not. R. astr. Soc, in press. Ben-Menahem A., 1975. Physics Earth & Planetary Interiors, 11, 61.
Boquist W.P. and Snyder J.W., 1967. In: B.M. McCormac (ed.) Aurora and Airglow, p.325. Reinhold, New York.
Bronshten V.A. and Grishin N.I., 1976. Noctilucent Clouds, translate by H. Olaru and D. Lederman, Keter Publishing, Jerusalem. Ceplecha Z., 1992. Astr. Astrophs., 263:361.
Chapman C.R. and Morrison D., 1989. Cosmic Catastrophes. Plenum Press, New York. Chircov N.P., 1987. In: Yu.A. Dolgov (ed.) Cosmic Matter and Earth, p.215. Nauka, Novosibirsk, USSR. In Russian.
Chyba С, Thomas P. and Zahnle K., 1993. Nature, 361:40. Clarke A.C., 1985., In: S. Welfare and J. Fairley, Arthur С Clarke's Mysterious World, p. 167. Collins, London.
Clube S.V.M., 1988. Speculations Sci. Tech., 11:255.
Clube S.V.M., 1991. Adv. Space Res., 11:63.
Clube S.V.M. and Asher D.J., 1990. In: C.-I. Lagerkvist, H. Rickman, B.A. Lindblad and M. Lindgren (edd.), Asteroids, Comets, Meteors HI, p.275. University of Uppsala, Sweden.
Clube S.V.M. and Napier W.M., 1984. Mon. Not. R.. astr. Soc, 211:953.
Clube S.V.M. and Napier W.M., 1990. The cosmic Winter. Blackwells, Oxford.
D'Alessio S.J.D. and Harms A.A., 1989. Planet. Space Sci., 37:329.
Dmitriev A.N., '1988. In: Yu.A. Dolgov (ed.), Aktual'nye Voprosy Meteoritiki v Sibiri (Present-day Problems of Meteorites in Siberia), p. 105, Nauka, Novosibirsk, USSR. In Russia.
Dorman J., Evans S., Nakamura Y. and Latham G., 1978.iVoc. Lunar Planet. Sci. Con/., 9:3615.
Eather R.N., 1980. Majestic Lights: The Aurora in Science, History and the Arts, American Geophysical Union, Washington, DC.
Goldin V.D., 1987. In: Yu.A. Dolgov (ed.), Cosmic Matter and the Earth, p.44. Nauka, Novosibirsk, USSR. In Pussia.
Hahn G. and Bailey M.E., 1990. Nature, 348:132. Hughes D.W., 1976. Nature, 259:626.
Innes M. and Duff H., 1990. Mawson's Papers. Mawson Institute for Antarctic Research, University of Adelaide.
Ip W.-H. and Axford W.I., 1982. In: L. Wilkening (ed.), Comets, p.588. University of Arizona, Tucson.
Ivanov B.A., 1991. Adv. Space Res., 11:67. Jacka F. and Jacka E., 1988. Mawson's Antarctic Dairies. Allen and Unwin, Sydney.
Kaufmann P., Kuntz V.L.R., Pies Leme N.M., Piazza L.R., Vilas Boas J.W.S., Brecher K. and Crouchley J., 1989. Science, 246:787.
Kerr R.A., 1992. Science, 258:403.
Kidson E., n.d. [1930]. British Antarctic Expedition 1907-09, Reports of Scientific Investigations, Meteorology. Kresak L., 1978. Bull. astr. Inst. Csl, 29:199.
Krinov E.L., 1966. Gient Meteorites. Pergamon, Oxford.
Levin B.Yu. and Bronshten V.A., 1986. Meteoritics, 21:199.
Mawson D., 1915. The Home of the Blizzard: Being the Story of the Australasian Antarctic Expedition 1911-14, 2 vols., Wm. Heinemann, London.
Mawson D., 1916. Trans. R. Soc. S,A., 40:151.
Mill H.R., 1930. Nature, 126:561.
Morrison D., (ed.), 1992. Report of NASA International Near-Earth-Object Detection Workshop. NASA, Washington, DC.
Napier W.M. and Clube S.V.M., 1979. Nature, 282:455. Oberst J., 1989. Meteoritics, 24:23.
Oberst J. and Nakamura Y., 1987. Proc. Lunar Planet. Sci. Conf, 17:E769. Planetary Institute, Houston, Texas.
Rabinowitz D., 1.991. Astr. J, 101:1518.
Rabinowitz D., 1992. In: A.W. Harris and E.L.G. Bowell (edd.), Asteroids, Comets, Meteors 1991, p.481.
Lunar and Railing C, 1983. Shackleton: His Antarctic Writings. BBC, London.
Russel C.N., Aroian R., Arghavani M. and Nock K., 1984. Science, 226:43.
Secanina Z., 1983. Astr. J., 88:1382.
Shackleton E.H., (ed.) 1908. Aurora Australis, printed for private circulation at Cape Royds, Antarctica. First facsimile edition published in 1986 by Bluntisham and Paradigm, Aldburgh, Norfolk, U.K., with a preface by Lord Edward Shackleton and an introduction by J. Millard.
Shackleton E.H., 1909. The Heart of the Antarctic: Being the Story of the British Antarctic Expedition 1907-1909. Wm. Heinemann, London.
Shoemaker E.M., 1983. Ann. Rev. Earth Planet. Sci, 11:461. Steel D., 1991. Nature, 354:265.
Steel D.I., Asher D.J. and Clube S.V.M., 1991. Mon. Not. R. astr. Soc, 251:632.
Steel D.I. and Asher D.J., 1992. In: J.A. Fernandez and H. Rickman (edd.), Periodic Comets, p.65. University of the Republic, Montevideo, Uruguay.
Steel D.I., McNaught R.H. and Asher D.J., 1992. In: A.W. Harris and E.L.G. Bowell (edd.), Asteroids, Comets, Meteors 1991, p.573. Lunar and Planetary Institute, Houston, Texas.
Turco R.P., Toon O.B., Park C, Whitten R.C., Pollack J.B. and Noerdinger P., 1982. Icarus, 50:1.
Vasilyev N. and Andreev G., 1989a. WGN, 17:122. Vasilyev N. and Andreev G., 1989b. WGN, 17:245.
Vasilyev N.V. and Fast N.P., 1970. In: The physics of the mesospheric (noctilucent) clouds, p.95. Riga, USSR. In Russian. Welfare S. and Fairley J., 1985. Arthur С Clarke's Mysterious World, p.153.
Collins, London. Whipper F.L., 1967. In: J.L. Weinberg (ed.), The Zodiacal Light and the Interplanetary Medium, p.409. NASA SP- 150, Washington, DC.
