Огни святого Эльма – это стойкое синее или фиолетовое свечение, которое возникает вокруг острых концов предметов во время сильной грозы. Лучше всего с этим явлением знакомы работники авиации и морского дела. Представляем Вашему вниманию любопытные факты об огнях святого Эльма.

 

На протяжении тысяч лет моряки становились свидетелями странных мерцающих огней, которые окружали мачты их судов. Первые описания загадочного мерцания вокруг кораблей встречались в Древних Греции и Риме. В частности, упоминания об этом таинственном явлении можно найти в работах Гая Юлия Цезаря, Плиния Старшего и др. Древние греки и римляне не боялись этих огней, так как их появление связывали с пришествием Диоскуров – братьев-близнецов Кастора и Полидевка, которых считали покровителями путешественников и мореплавателей. Таким образом, синеватое свечение вокруг мачт судов являлось хорошей приметой и предвещало скорое окончание шторма.

В XV-XVII вв. феномен получил название «огни святого Эльма» в честь Эразма Антиохийского, также известного как Эльма или Эрмо. По легенде, мученицкая смерть святого наступила в результате того, что палачи разорвали его, обвязав конечности лебёдкой. Впоследствии он стал покровителем мореплавателей, а его атрибутом является та самая лебёдка или подъёмный ворот. Во время грозы и сильного шторма моряки молились святому Эразму, чтобы тот уберёг из от гибели. Появление танцующих огоньков считалось знаком его незримого присутствия.

Святой Эразм Антиохийский, также известный как Эльма или Эрмо

С развитием Романтизма и ростом популярности готических новел в XVIII-XIX вв. огни святого Эльма обратились в зловещее предзнаменование и проявление гнева высших сил. Вероятно, такая резкая смена отношения к данному явлению была также обусловлена распространением судовых магнитных компасов. При появлении огней вокруг судна приборы на какое-то время выходили из строя и сбивали с толку и без того встревоженных штормом моряков.

Впервые о научной природе огней святого Эльма заговорил британский физик и химик Уильям Крукс, который экспериментальным путём сумел добиться появления похожей «светящейся материи» при помощи радиоламп в 1879 году. Ответом оказались вовсе не божества или святые, а четвёртое агрегатное состояние веществ – ионизированный газ или плазма. Открытие Крукса стало основанием для формирования нового раздела науки – физики плазмы, которая получила активное развитие в XX веке. Плазма бывает высокотемпературной и газоразрядной. В первом случае к образованию ионизированного газа приводит воздействие на вещество сверхвысокой температуры. Нагревание кристаллов льда преобразует его в воду, а затем и в пар – но если продолжить термическое воздействие и разогреть пар до температуры в 12000 °C, то молекулы воды начнут терять электроны и превратятся в ионы.

Газоразрядная плазма возникает в результате появления электрического разряда в нейтральной газовой среде – именно это явление лежит в основе огней святого Эльма. Во время грозы происходит сильная электризация туч и земли. В отдельных случаях в атмосфере наблюдается напряжённость электрического поля: в теории силы этого поля достаточно, чтобы ионизировать газ в любой точке. Наивысшая напряжённость концентрируется у острых предметов – например, у мачт корабля или вокруг креплений линий электропередач – в среднем её величина составляет около 500 В/м или выше. В процессе образования плазмы возникает так называемый коронный разряд. Прохождение разряда запускает своего рода ионизационную лавину, а образующаяся при этом энергия выделяется в виде быстрых частиц – фотонов. Ввиду преобладания в атмосфере Земли азота и кислорода, световые частицы излучают синее или фиолетовое свечение.

 

 

Хотя огни святого Эльма, как правило, возникают в грозу, их природа гораздо больше напоминает северное сияние, чем молнии. Ключевым отличием между ними является фактор, провоцирующий их возникновение: ионизация воздуха в верхних слоях атмосферы, где наблюдается северное сияние, происходит под воздействием солнечного ветра. Кроме того, в отличие от молний, которые разогревают воздух до невероятно высоких температур, огни святого Эльма не представляют опасности для человека, а при контакте с ними на коже не останется даже небольшого ожога.

Тем не менее, инженерам приходится задумываться об «огнях» при разработке чувствительного оборудования, в том числе судового, так как появление огней может нарушить его работу или даже обесточить всё судно. Для этого вокруг острых концов линий электропередач и различных приборов устанавливают так называемые «коронные кольца», которые предупреждают повышение напряжённости электрического поля, образование плазмы и возникновение коронного разряда. Кроме того, учёные научились использовать это явление в свою пользу, например, в копировальных аппаратах, лазерных принтерах и для производства озона, используемого для промышленной дезинфекции.

 

Oxidation Technologies, LLC

Хотя специалисты уже давно развеяли ауру таинственности вокруг этого практически безвредного явления и даже заставили его работать в интересах современных технологий, огни святого Эльма по-прежнему очаровывают и восхищают случайных наблюдателей – как и тысячи лет назад.

The Aerial World, by Dr. G. Hartwig, London, 1886