Первые визуальные наблюдения SAR-дуги в Иркутске
во время события Кэррингтона 1859?

В связи с наблюдаемыми существенными глобальными климатическими изменениями и возможной ролью вариаций солнечной активности в них интерес к экстремальным природным событиям в прошлые века огромен (см., например, [Berrilli and Giovannelli, 2022]). Детальное рассмотрение таких событий, систематизация с учетом современного понимания физических процессов и явлений может быть полезным для их корректной интерпретации. Это в полной мере относится к экстремальным магнитным бурям и наблюдаемым в прошлые века знаменитым сияниям («great aurora»).
В настоящей работе приводится анализ описания очевидца полярного сияния 1859 года, наблюдаемого в средних широтах в г. Иркутске [Чернигов, 2003].
Вот некоторые выдержки из описания в иркутских летописях очевидцем полярного сияния, произошедшего в г. Иркутске 21 августа 1859 г (по старому стилю) [Чернигов, 2003]: «Около 7 часов вечера заметно было на северо-западе красное светлое облако, а потом образовалась красная дуга, проходящая через зенит от северо-запада к юго-востоку. Около 8 часов появился на севере отбел — предвестник северного сияния…. С появлением колонн красная дуга приняла другое направление: один её конец был на западе, а другой — на востоке, вершина проходила через зенит. Она имела везде одинаковую ширину, как радуга, только красного цвета; в 10 часов 15 минут северное сияние окончилось, и с ним вместе исчезла дуга. В Иркутске изредка бывали видны северные сияния, но чтобы это явление сопровождалось красною дугою, проходящею через зенит, этого не было замечено до этого года».
Специалистам, занимающимся полярными сияними, с высокой долей вероятности станет ясно, что речь идет об явлении SAR-дуги (одном из типов сияний). Приведенное выше описание полярного сияния в большинстве случаев может быть применимо и к описаниям наблюдений в последние годы этого явления и его динамики с помощью высокочувствительной аппаратуры в Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН, расположенной в 130 км от г. Иркутска [Михалев и др., 2018].
SAR-дуги были открыты Д. Барбье в 1958 г. [Barbier, 1958]. SAR-дуга – это относительно редкое оптическое явление, наблюдаемое в субавроральных широтах во время геомагнитных бурь. SAR-дуги имеют протяженность с севера на юг от 300 до 1200 км, с запада на восток – тысячи километров. Высота высвечивания – от 300 до 700 км. Основное излучение происходит в запрещенных линиях дуплета атомарного кислорода [OI] 630.0 и 636.4 нм с характерными интенсивностями от сотен рэлей до несколько килорэлей. SAR-дуги ориентированы вдоль геомагнитных параллелей, положительно коррелируют с геомагнитной активностью и наблюдаются преимущественно в фазу восстановления магнитных бурь. Время жизни типичной SAR-дуги составляет около суток, очень редко дуги наблюдаются в последующие дни.
Обзор геомагнитных бурь августа – сентября 1859 года приводит к «событию Кэррингтона», комплексу экстремальных явлений на Солнце и Земле, включая мощнейшую магнитную бурю за всю историю наблюдений. Геомагнитная буря началась 1-2 сентября 1859 г (дата дается по западноевропейскому времени, по новому стилю для России, к которому Россия присоединилась только в 1918 г, разница между старым и новым стилем на тот период составляла 13 дней). Величина Dst индекса для этой бури оценивается специалистами от −1760 нТл до −900 нТл.
Используя архивные магнитные данные российской сети наблюдений того времени [Тясто и др., 2009], было предварительно оценено, что наблюдаемая в 1859 г. SAR-дуга в г. Иркутске приходится на фазу восстановления этой магнитной супербури. Нижний порог интенсивности SAR-дуги 1859 г, описанной в иркутских летописях, может быть оценен как ≥ 10 кРл (порог чувствительности глаза на длине волны 630 нм).
Вероятно, можно допустить, что на текущий момент приведенный выше текст описания полярного сияния 21 августа 1859 года в Иркутске является первым предметным описанием SAR-дуги (“иркутской” SAR-дуги) за век до ее открытия как явления [Barbier, 1958]. Несомненно, что человечество не раз наблюдало это явление в средних широтах в древние века.