Дневная звезда. Рассказ о нашем Солнце

Астрономы, знавшие об этой работе, предположили, что уширение спектральных линий в пятне связано с эффектом Зеемана. Для подтверждения этого предположения нужен был телескоп с высоким разрешением, расположенный в хорошем с точки зрения качества изображения месте. В 1905 г. Хейл начал постройку такого телескопа на обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии, и через 3 года он получил неопровержимые доказательства наличия в солнечном пятне сильных магнитных полей. Действительно, линии солнечных пятен оказались расщепленными на несколько линий, в точности так же, как у Зеемана в лаборатории. Излучение каждой из составляющих поляризовано. Поэтому при помощи соответствующих поляризационных фильтров можно выделить поляризованное излучение, связанное с наличием магнитного поля, на фоне общего солнечного излучения и определить напряженность магнитных полей в солнечных пятнах. В настоящее время на большинстве солнечных обсерваторий такая процедура является обычной и проводится ежедневно. Используя поляризационные свойства солнечных линий в магнитном поле, Бэбкоки в 1952 г. построили на обсерватории Маунт-Вилсон очень чувствительный магнитограф. Наблюдения магнитных полей дают возможность определить область сильных возмущений непосредственно под видимой поверхностью. Ведь под действием локальных возмущений магнитное поле может усиливаться до тех пор, пока силовые линии поля не выйдут на поверхность. Магнитограф регистрирует эти внезапные подъемы поля. Кроме того, он может регистрировать общее магнитное поле Солнца, меняющее свою полярность с периодом около 11 лет. Магнитограф также можно использовать для измерения магнитного поля на различных уровнях солнечной поверхности, в частности в протуберанцах и нижней короне.

Корона является самой внешней частью Солнца. Она видна только во время полного солнечного затмения, т.к. яркость света даже во внутренней короне в миллион раз меньше яркости света диска. Кроме того, свет от диска Солнца рассеивается атмосферой Земли, делающей свет неба чисто голубым, и яркость этого рассеянного света близка к яркости короны. Во время полного затмения Солнца яркий диск его закрывается Луной, и небо становится намного темнее. Тогда на короткое время нашим взорам предстает незабываемая картина: вокруг черного диска Луны мы видим огненный ореол.

Рис. Магнитная карта Солнечного диска.

Но солнечные затмения чрезвычайно редки и продолжаются всего несколько минут. Кроме того, многие из них происходят в удаленных местах Земли и, что еще хуже, во время пасмурной погоды. Все это дало мощный стимул для развития методов искусственного солнечного затмения и увенчалось в 1931 г. созданием французским астрономом Бернардом Лио внезатменного солнечного коронографа. Этот прекрасный прибор позволил исследователям Солнца изучать слабый свет внешней короны практически всегда. Лио не выдвинул при создании этого инструмента каких-либо существенно новых принципов. Он шел по пути, намеченному до него. Но терпение, внимание к деталям и удача — все это вместе взятое привело его к успеху.

Рис. Солнечный коронограф.

В основных чертах коронограф представляет собой два последовательных телескопа. Первый телескоп строит изображение Солнца, которое искусственно «затмевается» металлическим диском. Второй перебрасывает это изображение на фотопластинку или фотопленку. На первый взгляд все кажется несложным. Однако нужно проявить немалую изобретательность, чтобы исключить рассеянный свет в инструменте. Рассеянный свет от прямого пучка, вполне достаточный для быстрой засветки фотопластинок, уменьшается благодаря тому, что линзы объектива изготовляются из одного тщательно отобранного куска стекла, не имеющего пузырьков, царапин, отпечатков пальцев — всего, что рассеивает свет. Для устранения паразитного света используются различные диафрагмы. Инструмент должен быть расположен на большой высоте, где атмосфера прозрачна. Лио построил свой первый коронограф на обсерватории Пик дю Миди в Пиренеях на высоте 2868 м.

В комбинации со спектроскопом или фильтрами коронограф может быть использован для изучения поведения определенных атомов или элементов в короне. Вместе со спектрографом он дает возможность получить информацию о физических условиях в короне, в частности о температуре и плотности. Это последний оптический прибор, который я здесь описываю. Рассмотрим теперь коротко методы определения невидимой простому глазу радиации Солнца.