Источники «скрытой» энергии

17.08.2009

Обнаружить новые события на Солнце удалось учёным Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Центра космических исследований Польской академии наук.

Увидеть на Солнце таинственные микровспышки, известные в теории, но ранее скрытые от наблюдателей, впервые удалось при помощи сверхчувствительного спектрофотометра SphinX, работающего на орбите Земли в составе космической обсерватории ТЕСИС на российском спутнике КОРОНАС-ФОТОН.

Спутник КОРОНАС-ФОТОН с установленной научной аппаратурой. Фотография получена на космодроме Плесецк Архангельской области в январе 2009 года

В течение четырёх месяцев прибор наблюдал на Солнце события, интенсивность которых была в сто раз ниже самых слабых вспышек, зарегистрированных в истории наблюдений. «Достаточно привести такие цифры: если в марте-июне в официальных каталогах NASA, составляемых по данным группировки спутников GOES, появилось около десяти новых солнечных вспышек, то прибор SphinX за тот же период обнаружил более двухсот событий, — комментирует ведущий научный сотрудник ФИАН, доктор физико-математических наук Сергей Богачёв. — Фактически речь идёт об открытии и исследовании нового класса явлений солнечной активности — класса микровспышек».

Прибор SphinX, позволивший наблюдать невидимые ранее события, разработан совместными усилиями учёных Центра космических исследований Польской академии наук и Физического института им. Лебедева Российской Академии наук. Руководил разработкой польский профессор Януш Сильвестр (Janusz Sylvester). «Польская научная группа, с которой мы сотрудничали по этому проекту, является одной из сильнейших в мире. С Россией её связывает давняя дружба, возникшая еще в советские времена в ходе совместной работы на первых российских солнечных спутниках Космос-166 и Космос-230, и продолжающаяся сейчас, несмотря на все политические границы», — отмечает Сергей Богачёв.

Уникальность нового спектрофотометра в том, что в нём удачно соединены четыре особенности: очень высокое временное разрешение (до 100 кадров в секунду), способность измерять спектры Солнца, рекордная чувствительность и широкий диапазон регистрируемых сигналов (7 порядков величины). В одном приборе все эти параметры реализованы впервые в мире. Трудно поверить, но столь высокотехнологичный инструмент весит менее трёх килограммов и потребляет энергии меньше лампочки карманного фонарика.

Задачи SphinXа на орбите многогранны: он регистрирует вариации полного излучения Солнца в рентгеновском диапазоне даже в условиях чрезвычайно низкой активности, не наблюдавшейся уже много десятилетий; предоставляет учёным высокоточные

рентгеновские спектры, позволяющие определять содержание ионов неона, магния, кремния и серы в короне Солнца. Во время энергичных вспышек, частота которых будет увеличиваться по мере роста солнечной активности, прибор сможет измерять содержание аргона, кальция, железа и никеля, что позволит лучше понять, почему концентрация этих элементов в короне отличается от их концентрации в солнечной фотосфере.

Для учёных проявления солнечной активности, прежде всего, интересны тем, что они оказывают влияние на Землю. Наибольшее внимание привлекают аномально мощные события — гигантские выбросы массы, вспышки колоссальной силы. После каждого из этих событий в научных журналах выходят десятки статей. Однако, несмотря на огромную мощность, события этого класса очень редки и дают весьма скромный вклад в суммарную активность Солнца. Гораздо большее влияние на Землю оказывают события меньшей мощности, так называемые микровспышки, которые компенсируют малое энерговыделение своей многочисленностью.

В современной физике Солнца принято считать, что существующий класс более слабых явлений, который был скрыт от наблюдателей из-за недостаточной чувствительности приборов, в сумме составляет до 90 процентов энерговыделения активных процессов. Если в космологии сейчас широко обсуждается проблема «скрытой материи», то эту солнечную проблему по аналогии можно назвать «проблемой скрытой энергии».

«Данные SphinXа позволяют перенести теоретическое изучение проблемы „скрытой энергии“ в плоскость прямых наблюдений и исследований, — говорит Сергей Богачёв. — Главное, мы уже видим, что такие вспышки есть и что они чрезвычайно многочисленны: на каждую самую слабую вспышку, какие только можно увидеть в глубоком минимуме солнечной активности, SphinX сейчас наблюдает от 10 до 100 микровспышек. На одно же большое событие их должно приходиться не менее миллиона. Полученные данные и произведённые на их основании расчёты ещё предстоит подтвердить, вычислить энергетику обнаруженных событий, надёжно локализовать их пространственно».

Это открытие, а также особенности событий нового типа будут описаны в статье, которую учёные подготовили для публикации в журнале Nature.

STRF.ru

©РАН 2019