О СТРОЕНИИ СОЛНЦА И СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
01.02.2005
Источник: 2005 год - Всемирный год физики
Экономическая и философская газета
25 января 2005 года на очередном заседании Президиума Российской академии наук с сообщением о научных результатах в исследовании Солнца и солнечно-земных связей со спутника КОРОНАС-Ф выступили доктор физико-математических наук Владимир Дмитриевич Кузнецов (Институт, земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН), доктор физико-математических наук Игорь Александрович Житник (Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН) и член-корреспондент РАН Игорь Ильич Собельман.
Запущенный три года назад (31 июля 2001 г.) российско-украинский спутник КОРОНАС-Ф продолжает наблюдения солнечной активности и исследование солнечно-земных связей. Спутник находится на околоземной орбите с высотой около 500 км и наклонением 83 град. Научный комплекс спутника включает 15 приборов, которые наблюдают за Солнцем во всем диапазоне электромагнитного спектра.
Проект КОРОНАС-Ф является составной частью перспективной программы космических исследований Солнца, разрабатываемой РАН и Роскосмосом. Эта программа направлена на лучшее понимание строения Солнца и происходящих на нем процессов и явлений, на изучение влияния солнечной активности на Землю и различные сферы человеческой деятельности.
В настоящее время Солнце находится вблизи максимума солнечной активности и КОРОНАС-Ф регистрирует активные явления на Солнце: вспышки и связанные с ними явления, которые, воздействуя на околоземное космическое пространство, приводят к нарушениям радиосвязи, аномальному торможению спутников и магнитным бурям, влияющим на здоровье людей и работу сложных технических систем - протяженных линий электропередачи, трубопроводов и линий связи. Предсказать эти последствия солнечных бурь и проявлений "космической погоды" - одна из задач солнечной обсерватории КОРОНАС-Ф и проводимых совместных наземных наблюдений.Несмотря на истечение гарантийного срока функционирования обсерватории, она продолжает успешную работу. Центры приема в ИЗМИРАН и Нойштрелице (Германия) продолжают прием и обработку поступающей информации.
Начав наблюдения в максимуме солнечного цикла в 2001 году, приборы спутника КОРОНАС-Ф зарегистрировали самые мощные вспышки на Солнце и их воздействие на околоземное космическое пространство.
Проводя измерения солнечных космических лучей вдоль своей орбиты, спутник КОРОНАС-Ф контролирует радиационную обстановку в околоземном космическом пространстве и динамику поведения магнитосферы и радиационных поясов Земли в периоды активных явлений на Солнце. На основе этих измерений изучены геомагнитные бури и проникновения энергичных солнечных частиц внутрь магнитосферы Земли.
С помощью солнечного рентгеновского телескопа в эксперименте СПИРИТ зарегистрированы наиболее мощные за последние годы активные события октября - ноября 2003 года, выбросы коронального вещества со скоростями до нескольких сотен км/с и сопутствующие им явления.
В рентгеновском спектре солнечной короны зарегистрировано и исследовано более 170 спектральных линий различных химических элементов.
Наблюдения наиболее мощных проявлений солнечной активности - солнечных вспышек позволили получить новые экспериментальные данные о различных физических процессах в этих явлениях: накопление и освобождение магнитной энергии, энергетические спектры, ядерные линии, временные профили гамма-излучения, динамические рентгеновские спектры вспышек, новые спектральные линии и многочисленные профили различных спектральных линий вспышечной плазмы, поляризация вспышечного рентгеновского излучения и т.д.
По сравнению с наблюдениями на американском спутнике GOES спутник КОРОНАС-Ф за счет высокого спектрального разрешения приборов ДИОГЕНЕСС и РЕСИК позволяет регистрировать тонкую структуру рентгеновского излучения Солнца, что особенно важно для корректной диагностики вспышечной плазмы и построения модели солнечной вспышки.
В рамках эксперимента СПИРИТ реализовано новое направление в солнечной астрофизике - изображающая рентгеновская спектроскопия, позволяющая по монохроматическим изображениям Солнца воссоздавать трехмерную структуру и исследовать динамику плазменных образований солнечной атмосферы в диапазоне температур от 50 тыс. град. К до 50 млн. град. К, охватывающем наиболее активные слои солнечной атмосферы (от хромосферы до 5 солнечных радиусов в короне) и самые активные явления -вспышки и выбросы.
За время наблюдений получено более 300 тыс. рентгеновских изображений Солнца с высоким пространственным и временным разрешением, которые являются основой для исследования трехмерной структуры и динамики солнечной атмосферы, определения физических параметров и вариаций содержания элементов в плазменных образованиях и явлениях - активных областях, корональных дырах, вспышках, выбросах корональных масс, ярких точках, протуберанцах и т.д. Важной особенностью этих наблюдений является возможность одновременного получения изображений всего Солнца в нескольких спектральных каналах.
В рамках эксперимента СПИРИТ с помощью нового метода монохроматической изображающей спектроскопии полного Солнца в резонансной линии MgXII (8.42А) в солнечной короне обнаружены и исследованы быстродинамичные области с супергорячей плазмой в 10 млн. град. К, которые отражают быстропротекающие процессы во вспышечных магнитных арках и дают новое представление об активных явлениях на Солнце, ранее не исследованных.
Выполнены наблюдения различных явлений в стационарной и возмущенной солнечной короне - выбросов вещества, эруптивных протуберанцев, струй и т.д., т.е. явлений, которые являются основными источниками космической погоды в околоземном пространстве.
С помощью эксперимента СПИРИТ внесен существенный вклад в исследование солнечно-земных связей. Получены новые экспериментальные данные, позволяющие изучить вариации плотности и состава атмосферы Земли на высотах до 500 км и проследить связь этих вариаций с изменением уровня солнечной активности.
На основе регистрации приборами ИРИС и ГЕЛИКОН рентгеновского излучения и гамма-излучения от солнечных вспышек с высоким временным разрешением (10 миллисекунд) определены характерные признаки предвспышечной ситуации на Солнце и особенности самого вспышечного процесса.
Комплекс СОЛНЕЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ (СКЛ) для измерения космических лучей на спутнике КОРОНАС-Ф позволяет контролировать радиационную обстановку в околоземном космическом пространстве в периоды солнечных вспышек, а также динамику поведения магнитосферы и радиационных поясов Земли в периоды активных явлений на Солнце.
Солнечный ультрафиолетовый радиометр СУФР-Сп-К и Ультрафиолетовый Солнечный Спектрофотометр ВУСС-Л спутника КОРОНАС-Ф измеряют потоки ультрафиолетового излучения Солнца как звезды в нескольких спектральных интервалах.
Помимо научных задач, решаются практические задачи мониторинга одного из наиболее существенных элементов космической погоды - геоэффективного излучения Солнца. По результатам измерений получены многочисленные данные о потоках ультрафиолетового излучения Солнца, которые воздействуют на верхние слои атмосферы Земли и являются важной характеристикой активности Солнца на временах его цикличности.
В результате наблюдений со спутника КОРОНАС-Ф получен большой объем научной информации об активности Солнца и ее проявлениях в околоземном пространстве, что в значительной мере стало возможным благодаря созданию канала мобильной связи между станцией приема в Нойштрелице (Германия) и ИЗМИРАН и перепрограммированию режимов работы научной аппаратуры через Центр Управления Приборами (ЦУП) ИЗМИРАН. Через 2 часа после получения информации со спутника она пересылается потребителям, что соответствует рекордной для России скорости получения информации с борта спутника.
Успешная работа солнечной обсерватории КОРОНАС-Ф является результатом усилий большого коллектива ученых, инженеров и специалистов широкой кооперации российских, украинских и зарубежных организаций и предприятий при головной роли Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской академии наук (ИЗМИРАН).
Проект КОРОНАС-Ф осуществляется под эгидой Федерального космического агентства Российской Федерации, Национального космического агентства Украины, Российской академии наук, Национальной академии наук Украины. В его реализации принимают участие ученые Германии, Польши, Англии, США, Франции, Чехии, Словакии и других стран.
Участники проекта КОРОНАС-Ф благодарят руководство Российской академии наук, Совет по космосу РАН и Федеральное космическое агентство за финансирование и поддержку проекта, космические войска - за безупречное управление спутником.
Президент РАН Юрий Осипов сказал, что данный проект следует считать одним из главных достижений Российской академии наук, а также отметил, что в проекте должны принять участие и региональные отделения РАН.