Йозеф Сикора – перший український дослідник полярних сяйв у міжнародній науковій експедиції в Арктику (1899-1901)

Йозеф Сикора у 1930 році (фото з Вікіпедії)

Євтушевський О.М., Черноус С.О., Міліневський Г.П.

Йозеф Йозефович Сикора (Josef Sýkora) народився в місті Харкові 28 січня 1870 р. у сім’ї чеських емігрантів з Австро–Угорської імперії, навчався в гімназії Харкова, а в 1892 р. вступив до Харківського університету на кафедру астрономії фізико-математичного факультету, де отримав диплом першого ступеню та розпочав працювати науковим співробітником на кафедрі астрономії.

Активну участь в астрономічних спостереженнях він брав з першого року навчання в університеті. Тоді на щойно створеній астрономічній обсерваторії Харківського університету проводилися спостереження сонячних затемнень, сонячних плям, покриттів зірок, астрометричні визначення широт і довгот. Перші наукові праці Йозефа Сикори, присвячені спостереженням сонячного затемнення в північній Фінляндії та вимірюванням сонячних протуберанців, опубліковані в 1896–1898 рр. у російських та іноземних наукових журналах [1–3].

У ці роки він працював в астрономічних обсерваторіях Харкова, Юр’єва (тепер Тарту, Естонія), Москви та Пулково. Після від’їзду Сикори з Харкова, спостереження сонячних плям у харківській обсерваторії продовжували його брат Микола Йозефович та сестра Ольга Йозефівна Сикори.

У 1899–1900 рр. Йозеф Сикора ввійшов до складу Російсько-шведської градусної експедиції на Шпіцберген, де взяв участь у спостереженнях полярних сяйв, астрометричних та метеорологічних спостереженнях як астроном-геодезист.

В роботах [4, 5] вперше досліджено архівні матеріали про цю експедицію, зокрема журнал спостережень і щоденники Сикори, які зберігаються в архіві Російської Академії Наук в Санкт-Петербурзі, та проаналізовано маловідомі його публікації. Наша робота спрямована на висвітлення внеску українського астронома в першу міжнародну арктичну експедицію 1899–1900 рр. і вагомості одержаних ним спостережних даних з погляду вже 120-річного періоду подальших авроральних досліджень.

Експедиція на Шпіцберген (Свалбард) у 1899–1901 рр.

Фінансування експедиції забезпечувалося обома сторонами – шведською і російською. Для забезпечення якісних досліджень полярного сяйва у Німеччині було закуплено краще в світі оптичне обладнання. Це була перша міжнародна високоширотна (77° пн.ш.) наукова експедиція в Арктиці, одним із завдань якої було вивчення природи полярних сяйв.

Саме з цією метою до команди був включений Йозеф Сикора, на той час співробітник Пулковської обсерваторії. Його основними завданнями в експедиції були реєстрація та опис полярних сяйв і їх спектрів, пошук регулярності у виникненні сяйв та відтворення перебігу авроральних явищ на астрономічних картах. Експедиція базувалася в Константинівці поблизу Хорсуна у західній частині архіпелагу Шпіцберген (76.8° пн.ш., 15.4° сх.д.; геомагнітна широта 73.9° пн.ш., геомагнітна довгота 112.0° сх.д.; див. рис. 2).

Рис. 2. а) Карта островів архіпелагу Шпіцберген з позначеним стрілкою місцем розташування шведсько–російської експедиції 1989–1900 рр.

Рис. 2. б) знімок бази експедиції в Костантинівці поблизу Хорсунда.

У 1899–1900 рр. сонячна активність була на мінімумі 11-річного циклу і тому значний інтерес становило визначення рівня активності полярних сяйв на високій геомагнітний широті, де до цього авроральні дослідження ніколи не проводилися. Перші результати спостережень полярних сяйв 1899–1900 рр., які Сикора доповів на засіданні Імператорської академії наук в Санкт-Петербурзі у квітні 1901 р., були опубліковані французькою мовою у тому ж 1901 р. [6] (див. рис. 3).

Рис. 3. Звіт Йозефа Сикори в “Записках Імператорської Академії наук” про фотографування авроральних спектрів, представлений на засіданні Академії 11 квітня 1901 р.

Обладнання та методика спостережень.

Зображення полярних сяйв і їх спектрів були отримані фотоапаратом, обладнаним лінзою Планар–Цейс з фокусною відстанню F=110 мм та відносним отвором D/F=1:3.6. Для наведення на полярне сяйво фотоапарат був змонтований на механічному пристрої, який забезпечував поворот як у горизонтальній, так і у вертикальній площинах (рис. 4а). Використовувалися фотопластини ортохром – найбільш чутливий фотоматеріал, доступний у кінці ХІХ сторіччя. Експозиція при фотографуванні складала від 3 до 25 хвилин. Упродовж жовтня 1899 р. – лютого 1900 р. було отримано більше 70 негативів полярних сяйв. Оптичний авроральний спектроскоп з шириною вхідної щілини <0.3 мм був побудований на базі спектрографа, з’єднаного з фотоапаратом (рис. 4б).

Рис. 4. а) фотоапарат та …

Рис. 4. б) спектрограф для реєстрації полярних сяйв і їх спектрів, відповідно, у шведсько–російській арктичній експедиції на Шпіцберген у 1899–1900 рр.

Коліматорна лінза спектрограф мала такі ж оптичні характеристики як і об’єктив фотоапарата (фокусна відстань F=110 мм та відносний отвір D/F=1:3.6). У спектрографі використовувалися дві призми для видимого діапазону спектру. Спектральне калібрування пристрою проводилося емісіями водню з допомогою вакуумної лампи Гейслера та емісіями сонячного спектру. Спектральне розділення становило близько 1 нм. Було отримано п’ять негативів авроральних спектрів з експозиціями від 4 до 28 годин. Для одержання якомога повнішої інформації про авроральні явища, поряд з інструментальними спостереженнями описано понад 1100 випадків візуальних спостережень і замальовок полярних сяйв та зібрано статистику про їх форму, рух, колір і інтенсивність.

Результати спостережень.

4.1 Особливості морфології полярного сяйва. Візуальні спостереження полярного сяйва здійснювалися з 17.09.1899 р. до 27.03.1900 р. двома учасниками російської експедиції – астрономами Й. Сикорою та М. Бейєром. Методика спостережень і деякі результати опубліковані Сикорою в 1901 і 1903 рр. [6–8]. М. Бейєр відповідав за метеорологічні спостереження, а також, згідно з програмою, у випадку появи полярного сяйва, проводив його візуальні спостереження. Й. Сикора визначав місце розташування полярних сяйв, їх форму, особливості кольору, руху і кутових швидкостей та фіксував точний час спостережень. За півроку експедиції було одержано та проаналізовано близько 70 фотознімків різних видів полярних сяйв, зроблено багато ескізів та описів виникнення і розвитку аврорального світіння (рис. 5). Сикора використовував власну шкалу інтенсивності полярного сяйва: 1) велике полярне сяйво; 2) інтенсивне полярне сяйво; 3) помірне полярне сяйво; 4) слабке полярне сяйво; 5) субвізуальне полярне сяйво. Як професійний астроном, Сикора порівнював інтенсивність полярного сяйва і астрономічних об’єктів, таких як місяць в різних фазах, нічне небо і зірки.

Рис. 5. а) Фотографії і …

Рис. 5. б) замальовки полярних сяйв, зроблені в арктичній експедиції 1989-1900 рр.

Сикора описав всі основні авроральні форми, зокрема дифузні і променисті дуги, дифузне світіння і пульсуючі плями, петлі, завитки, і складки, типові для авроральної суббурі, як було встановлено упродовж наступного століття регулярних досліджень полярних сяйв [9]. Він відзначив існування авроральних дуг із незвичайним південно-північним напрямом, оскільки їх типова орієнтація є східно-західною. Цей вид полярного сяйва був описаний 2 грудня 1899 р. в 01:00 LMT; 5 лютого 1900 р. в 02:00 LMT; і 28 лютого 1900 р. в 03:00 LMT.

Крім того, Сикорою були досліджені авроральні явища, названі пізніше “чорним полярним сяйвом” – темні структуровані утворення всередині звичайного сяйва. У його щоденниковому записі за 29 грудня 1899 р. відзначено: “Однорідна дуга знаходиться на півдні, її інтенсивність – 3 одиниці. Можна побачити чорні структури всередині дуги, але природа цих структур не ясна. Детальні спостереження свідчать, що хмарність не може бути причиною появи чорних ділянок. Подібні події спостерігалися і раніше”. Варто додати, що інтерес до “чорних сяйв” виникав також у період Міжнародного полярного року 1957–1958 рр. Зокрема, професор Київського університету ім. Тараса Шевченка Всехсвятський С.К. описував їх як “выметенные пространства” [10]. В дослідженнях українських науковців із застосуванням високочутливої телевізійної апаратури вживався термін “авроральні діри” [11], а в англомовній літературі переважає назва “black aurora” [12–14]. Хоча запропоновано кілька механізмів формування “чорних сяйв”, їх природа остаточно не з’ясована і це явище залишається актуальною проблемою фізики полярних сяйв.

4.2. Кольори і спектри полярних сяйв. Сикорою прискіпливо задокументовано кольори полярного сяйва та охарактеризовано його основні кольорові особливості. Більшість авроральних форм мали жовто-зелений колір, але спостерігалися також фіолетові та червоні кольори. Ці результати спостережень дають можливість, користуючись сучасною класифікацією полярних сяйв [9], виокремити полярні сяйва типу “B”, які мають яскраве червоне забарвлення на нижньому краї дискретних авроральних форм. У спостереженнях від 23 жовтня 1899 р. Сикора відмітив наступне: “Дуга з’являється біля горизонту. Інтенсивність становить 1–2. Дуга та сполохи усередині дуги червоні з чітким нижнім краєм і розпливчастим зеленим верхнім краєм”.

Іноді спостерігалися одночасно червоні і зелені дуги або смуги: “Полярні сяйва з’явилися за горою Чебишева. Інтенсивність становить 1, 2, 3. Спостерігаються одиночний промінь і променисті смуги із сполохами. Деякі з них були яскраво-зелені, інші складалися з трьох кольорів: сяйво з чітким червоним нижнім краєм, зеленим розпливчастим верхнім краєм та фіолетовою середньою частиною”. Спостерігалися тільки дві авроральні події з червоною емісією від нижнього до верхнього краю: “Багато червоного світіння у формі язиків полум’я з рожевими плямами струменіло від гори Чебишева до гори Савич. Інтенсивність становить 2.” За цим описом від 2 січня 1900 р. полярне сяйво належить до типу “A”, яке у наш час інтерпретується як характерна особливість магнітосферного клефту або області полярної шапки [15].

Пульсуючі плями були названі Сикорою “авроральними хмарами, які спалахують і зникають”. Вони мали низьку інтенсивність та колір як звичайних атмосферних хмар.

Авроральні спектри, зареєстровані в 1899 р., виявляють не тільки 4 головні емісії полярних сяйв, але і 9 інших емісій в голубих і фіолетових ділянках спектру. На жаль, спектральна чутливість використаних фотопластин була недостатньою, щоб зареєструвати червону емісію 630.0 нм, яка є типовою в області каспу. Було отримано тільки 5 прийнятних негативів, з використанням експозиції 4 год. 49 хв., 4 год., 24 год., 11 год., і 28 год. 7 хв. Останній з них, опублікований у 1901 р., показано на рис. 6а. Це історично були одні з перших знімків авроральних спектрів, які раніше, як відзначено в [4], спостерігалися лише візуально, в тому числі й шведським фізиком Ангстремом, піонером авроральної спектроскопії. Першість у фотографуванні спектрів полярних сяйв (1898 р.) схоже належить американському досліднику Піккерінгу [4].

Про історичну значимість внеску Й. Сикори в авроральні дослідження.

Результати, одержані в шведсько–російській експедиції на Шпіцберген у 1899–1900 рр., продемонстрували високий рівень методичної та інструментальної підготовки до експериментальної роботи в умовах Арктики, яка дозволила відкрити нові особливості полярних сяйв. Це був перший приклад міжнародної співпраці з досліджень авроральних явищ оптичними методами. Морфологія і динаміка полярних сяйв вивчалися шляхом тривалих (упродовж півроку) візуальних спостережень та фотографування. Виконано детальний опис більшості з існуючих та відомих на сьогодні форм полярного сяйва. Український та шведський астрономи не мали можливості зіставити та спільно опрацювати свої спостереження. Опубліковані в Росії, Швеції та Італії, результати не набули широкого розголосу.

557.7           427.8     470.9             391.4   нм

Рис. 6. а) Фотографія спектра полярного сяйва, зроблена Сикорою в 1899 р.

Рис. 6.Спектр, синтезований Сикорою за одержаними знімками.

Але з сьогоднішньої точки зору можна стверджувати, що ці результати є унікальними і мають бути належно поціновані. Присвячені арктичній експедиції 1989–1900 рр. публікації 2005 і 2008 рр. [4, 5] вперше відкрили науковому співтовариству маловідомі, але важливі сторінки з історії авроральних досліджень. Наша робота має на меті наголосити на внеску українського астронома у перші арктичні дослідження досить загадкового на той час явища, зроблені ним з використанням спеціально підготовлених оптичних інструментів.

Із результатів, одержаних Сикорою, найбільш вражаючими є відкриття дуг полярних шапок, існування чорного полярного сяйва та фотографії спектрів авроральних емісій. Статистика спостережень дозволяє нам реконструювати миттєвий авроральний овал. Це стало можливим завдяки спеціальному місцерозташуванню дослідницької бази експедиції в Константиновці близько 74 пн. геомагнітної широти, що дозволяло впродовж доби проводити  спостереження в різних напрямах.

Спектральні вимірювання полярного сяйва з використанням спектрографічної призми і фотопластини більш точні у порівнянні з тогочасними даними, представленими наприклад в [9, 16]. Найбільш ймовірно, що фотографічні спектри Сикори з наявністю 557.7 нм історично є одними з перших. Сикора знав, що ці спектри не належать до ефекту світіння нічного неба, тому що спектрограф під час фотографування був спрямований на полярне сяйво. Сикора пробував інтерпретувати ці спектри як лінії азоту, а не кисню, і планував продовжити ототожнення ліній спектру полярного сяйва, а також провести точні вимірювання висот авроральних емісій для вивчення природи світіння. Більшість із цих ідей реалізовано значно пізніше, перш за все видатними норвезькими вченими Біркеландом, Вегардом та Штермером (див. [9]). Особливо ефективною для розвитку авроральних досліджень була міжнародна співпраця в період Міжнародного геофізичного року (МГР) 1957–1958 рр., помітний внесок у яку зробили українські вчені [17].

Каталог спостережень полярних сяйв був опублікований Сикорою в [6–8]. А після роботи в арктичної експедиції Сикора працював в Юр’єві, а потім в обсерваторії Ташкента, де починаючи з 1906 р. працював на посаді головного астрофізика. В обсерваторії Ташкента ним досліджувалися метеори та проводилися експериментальні вивчення комет. Також Сикора продовжував вивчення полярних сяйв за даними метеорологічних спостережень, що здійснювалися в районі Мурманська. Ним було розроблено оптичне устаткування для фотографування треків метеорів і комет та проведено спостереження місцеположення зірок і його залежність від атмосферних умов, а також зроблено фото комет в 1907, 1908, 1910 роках. Фото комети Halley зроблені Сикорою були одними з найкращих фото цієї комети при її проходженні поблизу Сонця. Він також поліпшив конструкцію сейсмографа обсерваторії Ташкента і взяв участь у відновленні обсерваторії Улугбек в Самарканді.

У 1911 р. професор Сикора працює професором і інспектором гімназії в Ризі, в 1912 р. постачальником гімназії в Сандомирі, а в 1913 р. в Індустріальному технікумі в Лодзі (Польща). Потім він працював професором в університетах Пермі, Екатеринбурга та в геомагнітній обсерваторії в Харкові.

Він не прийняв російську жовтневу революцію 1917 р. і після громадянської війни в Росії емігрував в 1921 р. до Чехословаччини. З травня 1920 Й. Сикора разом з астрономом-емігрантом В. Стратоновим керував у Празі Російським інститутом. Сикора був професором астрономії в Міжнародному університеті Праги і працював в астрономічній обсерваторії Стародальське, а після 1923 р. в астрономічній обсерваторії в Ондржейові (Ondřejov), Чехія. Ним було витрачено багато зусиль, щоб підняти на високий рівень фотографічні астрономічні спостереження в Чехословаччині. Починаючи з 1935 р. він був членом Міжнародного астрономічного товариства. Йозеф Сикора помер в 1944 р. в Ондржейові. Деякі з його студентів стали відомими дослідниками комет та метеорів.

Українські дослідження полярних сяйв у другій половині ХХ – на початку ХХІ століття.

Саме період МГР (осінь-зима 1957–1958 рр.) став наступним етапом активної участі українських астрономів у вивченні полярних сяйв, яке Й. Сикора, перший із наших співвітчизників, розпочав ще наприкінці ХІХ століття. Оскільки Україна досить віддалена від авроральної зони, цей етап роботи також розпочався з формування експедиції в Арктику.

У січні 1960 р. ректор університету І.Т. Швець у доповідній записці Міністру вищої і середньої спеціальної освіти УРСР повідомляв: “У 1956 р., згідно з державним планом робіт, Київський державний університет ім. Т.Г. Шевченка утворив в Арктиці, разом з Арктичним інститутом “Главсевморпуть” станцію для вивчення полярних сяйв (поблизу бухти Тіксі). За умовами угоди і вказівками Міжвідомчого комітету МГР університет здійснив підготовку кадрів дослідників для Тіксі, наукове керівництво і забезпечив науковим обладнанням” (див. [18], с. 140; [19], с. 281).

Ідея створення станції в Тіксі для вивчення сонячно-земних зв’язків належала відомому астроному професору С.К. Всехсвятському, завідувачу кафедри астрономії Київського університету. “Для роботи з полярними сяйвами в Арктику було направлено 6 випускників-астрономів КДУ, які одержали численні матеріали спостережень видатного наукового значення” ([18], с. 140).

Згадані шість випускників – це М.М. Близнюк, В.І. Дзюбенко, М.І. Дзюбенко, Ю.А. Надубович, Є.О. Пономарьов та П.Я. Сухоіваненко. В перших експедиціях брали участь також В.Г. Іванчук, студенти Д.П. Дума і О.В. Мороженко і сам С.К. Всехсвятський. Перші фотографічні спостереження розпочалися в жовтні 1957 р. Використовувалися камери всього неба С-180 та спектрографи СП-48 і СП-49. В Тіксі і на острові Мостах (за 40 км) здійснювалася паралактична зйомка камерами НАФА-3С/25 для визначення висот полярних сяйв. Проводилися також спектральні спостереження П.Я. Сухоіваненком на о. Хейса. У 1957-1960 рр. на Полярній станції на мисі Шмідта Магаданської області працював Д.П. Андрієнко.

У першому університетському збірнику робіт по МГР [17] опубліковано статті про структуру полярних сяйв (С.К. Всехсвятський), їх спектральні характеристики (В.Г. Іванчук) та про результати радіолокаційних спостережень (Є.О. Пономарьов та М.М. Близнюк). Як вже згадувалося вище, С.К. Всехсвятський описав виникнення темних областей (“выметенных пространств”), оточених авроральним світінням, та почергову появу схожих за формою темних та світлих елементів. Це явище, яке першим описував Сикора, лише через двадцять років було підтверджене телевізійними спостереженнями (“чорні сяйва” в англомовній літературі або “авроральні діри” у вітчизняній [11–13]. Д.П. Дума у 1959 р. виявив береговий ефект в географічному розподілі полярних сяйв, а цикл робіт Д.Л. Андрієнко був присвячений визначенню висот полярних сяйв за фотографіями із двох пунктів.

Перші узагальнені результати ґрунтовних досліджень характеристик полярних сяйв були відбиті у кандидатських дисертаціях, захищених у 1965 р. М.І. Дзюбенком (“Дослідження морфології і структури полярних сяйв за спостереженнями в районі бухти Тіксі”) та Д.П. Андрієнком (“Вивчення висот полярних сяйв за спостереженнями в районі бухти Тіксі”). Загалом, багато робіт періоду МГР стали класичними не лише у вітчизняній, а і в світовій науковій літературі.

Експедиції співробітників кафедри астрономії в полярні широти (Якутія, бухта Тіксі) споряджалися переважно на зимові сезони і в наступні після МГР роки. Дані тривалих систематичних фотографічних спостережень полярних сяйв 1957–1960 рр. зберігаються на кафедрі астрономії як архів кіно- та фотоматеріалів, які можуть бути використані для наукового аналізу сучасними методами.

Наступний важливий етап досліджень полярних сяйв пов’язаний з активними експериментами в іоносфері та магнітосфері. Початок цього етапу був дуже успішним і результативним. Це перші радянські експерименти з утворенням штучного полярного сяйва (ШПС) “Зірниця” (1973 р.) та “Зірниця-2” (1975 р.). Хоча за кордоном на той час вже було проведено кілька експериментів з інжекцією електронних пучків в іоносферу, результати оптичних спостережень у них лише засвідчили можливість існування ШПС – було зареєстровано декілька слабких променів. В експериментах “Зірниця” одержано більше сотні високоякісних телевізійних зображень штучних променів, що стало основою для всебічного вивчення їх оптичних характеристик та процесів взаємодії електронних пучків з іоносферною плазмою.

Підготовка до оптичних спостережень за програмою активних експериментів проводилася на кафедрі астрономії на початку 1970-х років під керівництвом О.Т. Несмяновича. Розробка високочутливих телевізійних приймачів зображень здійснювалася В.М. Івченком. Експерименти проводилися на ракетному полігоні Капустин Яр в Астраханській області. Інжекція електронних пучків в іоносферу здійснювалася прискорювачем електронів, встановленим на борту метеорологічної ракети МР-12 з висотою апогею траєкторії 163 і 154 км в першому і другому експериментах, відповідно. Одержані знімки ШПС дозволили визначити оптичну ефективність інжектованого електронного пучка, висоту променів, виявити неочікувані ефекти світіння в навколоракетній області (що стимулювало розвиток теорії пучково-плазмового розряду та уточнити орієнтацію магнітних силових ліній в області інжекції. Результати досліджень одержали світове визнання та стали основою кандидатських дисертацій В.М. Івченка (“Оптичні спостереження в керованих космічних експериментах з інжекцією електронів”, 1979 р.), Г.П. Міліневського (“Оптичні ефекти інжекції потужних електронних пучків в іоносфері”, 1981), Г.В. Лізунова (“Динаміка і взаємодія з іоносферною плазмою штучно інжектованого електронного пучка”, 1988), а також частиною докторської дисертації М.І. Дзюбенка (“Дослідження впливу стану іоносфери на структуру і динаміку полярних сяйв”, 1991 р.).

Рис. 7. а)

Рис. 7. б)

Рис. 7. в)

Рис. 7. г)

Рис. 7. д)

Рис. 7. е)

Рис. 7. є)

Рис. 7. ж)

Рис. 7. з)

Рис. 7. Оптична апаратура, застосована в дослідженнях полярних сяйв і штучних іоносферних утворень (а, в, е) та зареєстровані об’єкти (б, г, д, є, ж, з). Фотографічний знімок полярних сяйв, одержаний в Тіксі під час експедиції 1957–1958 рр. Д.П. Андрієнком: періодична структура променистої дуги (б); промені штучного полярного сяйва, зареєстровані В.М. Івченком в експерименті “Зірниця” (1973 р.) (г, д); телевізійні зображення полярних сяйв у магнітному зеніті, бухта Тіксі, 1979р. [11] (є, ж); довгоживуча стратифікована
штучна хмара в іоносфері за спостереженнями Г.П. Міліневського з борта науково-дослідного
судна у 1990 р. (з).

Комплекс експедиційної телевізійної апаратури мав високі світлотехнічні характеристики на рівні кращих зарубіжних аналогів, постійно вдосконалювався і ефективно використовувався в активних експериментах майже два десятиліття. В 1974 і 1976 рр. проведено перші в СРСР телевізійні спостереження полярних сяйв у бухті Тіксі (літ). В активних експериментах оптичний комплекс набував видозмін за складом і чутливістю приладів, зокрема, з метою встановлення на борту літаків-лабораторій та науково-дослідних суден (літ). В кінці 1970-х років Г.П Міліневським була розроблена модернізована телевізійна установка на базі високочутливої трубки ізокон, яка успішно застосовувалася в геофізичних спостереженнях до початку 1990-х років, а для метеорних спостережень на обсерваторії університету використовується до цього часу (літ).

В 1979 р. ця апаратура працювала в бухті Тіксі. За результатами трьох експедицій, що споряджалися в 1974-1979 рр. для реєстрації полярних сяйв телевізійним методом, була детально досліджена структура і динаміка променистих форм полярних сяйв. Виявлена залежність часу існування авроральних променів від швидкості їх горизонтального дрейфу, з часовим розділенням до 0.1 с проаналізовано характер міграцій радіанта променистої корони в області магнітного зеніту, одержано просторово-часові та фотометричні характеристики авроральних дір (“чорних сяйв”), якісно описаних Й. Скорою та С.К. Всехсвятським. М.І. Дзюбенко пов’язав утворення авроральних дір із виникненням протилежно спрямованого електричного поля, яке генерується при накопиченні від’ємного заряду в локалізованих ділянках і забороняє висипання авроральних електронів у відповідних магнітних силових трубках.

Підсумки.

Результати першого комплексного інструментального дослідження полярних сяйв в Арктиці міжнародною експедицією на Шпіцберген в 1899–1900 рр. проаналізовані з сучасної точки зору. Результати цього аналізу демонструють, що дані, отримані цією експедицією, та, зокрема, українським вченим Й. Сикорою, дозволили реконструювати миттєвий авроральний овал. На підставі систематичних візуальних спостережень з високою роздільною здатністю були детально описані майже всі типові авроральні форми. Морфологія і динаміка полярних сяйв вивчалися шляхом тривалих (упродовж півроку) візуальних спостережень та фотографування. Виконано детальний опис більшості з існуючих та відомих за сучасною класифікацією форм полярного сяйва.

Й. Сикорою зроблено одні з перших фотознімків полярних сяйв в Арктиці і знайдено нові емісії полярного сяйва в ультрафіолетовій частині спектра, які не спостерігалися раніше. Результати досліджень полярних сяйв були опубліковані Й. Сикорою у малодоступній на сьогодні науковій періодиці, та і тодішні засоби комунікації не сприяли значному поширенню цих робіт. Але більше ніж столітній досвід наступних досліджень властивостей полярних сяйв дозволяє належно оцінити високий рівень одержаних Й. Сикорою наукових результатів. Вони свідчать про значний внесок українського дослідника у вивчення атмосферних процесів у авроральний зоні на початкових етапах застосування фотографічних спостережень.

Література

1. Русский астрономический журнал, том VI, 1896.
2. Memoirs of the French Astronomical Society, sv. XIII, 1897.
3. Mem. Spect. Ital., 28, 1898.
4. Chernouss, S.A., Starkov, G.V., and Yevlashin, L.S. World first complex optical instrumental observations of aurora in the Arctic 1899–1900. Ann. Geophys., 23, 1523–1531, http://www.ann-geophys.net/23/1523/2005/, 2005.
5. Chernouss, S. and Sandahl I. Comparison and significance of auroral studies during the Swedish and Russian bilateral expedition to Spitsbergen in 1899–1900. Ann. Geophys., 26, 1127–1140, www.ann-geophys.net/26/1127/2008/, 2008.
6. 6. Sykora, J. Sur la photographie du spectre de l‘aurore boreale. Memoires de L‘Academie Imperiale des Sciences de St.-Petersbourg, Vol. 11, 1–9, 1901.
7. Sykora, J. Die Wellenlängen der photographich erhaltenen linien des nordlichtsspectrums. Astronomische Nachrichten, 156, 325–326, 1901.
8. 8. Sykora, J. Observations Directes et Photographies des Aurores Boreales, Memoires de L‘Academie Imperiale des Sciences de St.-Petersbourg, 14, 1–50, 1903.
9. 9. Чемберлен Дж. Физика полярных сияний и излучения атмосферы: Пер. с англ. М.: Изд-во ИЛ, 777 с. , 1963.
10. Всехсвятский С.К. Некоторые особенности структурных форм полярных сияний по наблюдениям в бухте Тикси. Сборник работ по Международному геофизическому году. Киев: Изд. Киев. ун-та, 1961, Вып. 1. С. 52–59.
11. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Фотометрические профили авроральных дыр (“черных сияний”). Морфология и физика полярных сияний. Апатиты: Кольский филиал АН СССР, 1988. С. 28–32.
12. 12. Davis, T.N. Observed microstructure of auroral forms. Geomagn. Geoelectr., 30(4), 371–380, doi:10.5636/jgg.30.371. 1978.
13. 13. Dahlgren H., Archer J., Ivchenko N., Lanchester B., Marklund G. Dynamics and characteristics of black aurora as observed by high resolution ground based imagers and radar. 36th Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods, Kyiv, Ukraine, 17–22 August 2009, Abstracts, Kyiv 2009, p. 51.
14. Fritz, B.A., Lessard, M.L., Blandin, M.J., and Fernandes P.A. Structure of black aurora associated with pulsating aurora, J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 10096–10106, doi:10.1002/2015JA021397, 2015.
15. Sandholt, P.E., Carlson, H.C., and Egeland A. Dayside and polar cap aurora. Kluver Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London, 1–287, 2002.
16. Pickering, E.C. Photographic spectrum of the aurora. Astron. Nachr., 146, 175, 1898.
17. Сборник работ по Международному геофизическому году. Киев: Изд. Киев. ун-та, Вып. 1, 1961, 82 с.; Вып 2, 1963, 104с.
18. Киевский университет. Документы и материалы. 1834–1984. Київ: Вища школа, 1984. 192 с.
19. 175 років Астрономічній обсерваторії Київського університету: монографія / за заг. ред. В.М.Єфіменко. – К.: ВПЦ “Київський університет”, 2020. – 531 с. ISBN 978-966-933.