Дневная звезда. Рассказ о нашем Солнце

Солнце — один из основных источников радиоволн, приходящих из космического пространства. В большей части радиодиапазона оно является самым ярким объектом на небе; сравнимы с ним лишь остатки сверхновой (Таурус А, Крабовидная туманность) и несколько радиогалактик (например, Лебедь А и Центавр А). Если в видимой области у Солнца нет соперников, то в радиоспектре первенство Солнца оспаривают удаленные, но чрезвычайно мощные объекты. Большинство радиоастрономических телескопов собирают радиоволны при помощи металлических чаш и сеток. Эти параболоидные чаши отражают и фокусируют излучение, которое затем детектируется и измеряется. На метровых и дециметровых волнах вместо отражающих параболоидов используются более сложные антенные системы.

Обычные радиоантенны не могут выделять структурные образования на Солнце. Ведь радиоволны в миллион раз длиннее световых. Это приводит к тому, что пространственное разрешение или способность выделить деталь структуры у них гораздо хуже по сравнению с оптическими телескопами. Чтобы получить большее разрешение, несколько антенных систем располагаются и соединяются соответствующим образом, образуя радиоинтерферометры. Для получения разрешающей силы, позволяющей выделять детали на Солнце, отдельные отражающие элементы необходимо располагать на расстоянии сотен длин волн. Например, пара параболоидов, разнесенных на 1 км и работающих на частоте 300 МГц (длина волны 1 м) может разрешить на Солнце детали размером в 3 угловые минуты, что соответствует примерно расстоянию в 150 000 км на поверхности Солнца. Легко понять, что карты, получаемые радиоастрономами, гораздо грубее, чем оптические фотографии высокого качества.

Наиболее известным радиотелескопом является австралийский радиогелиограф в Калгуре (Новый Южный Уэльс). Он состоит из 96 антенн, равномерно расположенных по кругу диаметром 3 км. Сигналы поступают на электронно-вычислительную машину, которая позволяет получать дважды в секунду радиоизображение Солнца. На основании таких радиокарт можно сделать кинофильм, демонстрирующий активность Солнца в радиодиапазоне.

Для исследования Солнца чрезвычайно важен также прибор, называемый радиоспектрографом. Сопряженный с радиотелескопом, радиоспектрограф регистрирует радиоспектр в заданном интервале частот как функцию времени. Этот прибор очень полезен для исследования внезапных всплесков радиоизлучения.

Подлинную революцию в наблюдениях за Солнцем со времени создания галилеевского телескопа внесло использование космической технологии. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучения Солнца не могут проникать через атмосферу Земли, а они чрезвычайно важны, поскольку образуются в активных областях солнечной внешней атмосферы и приносят информацию о взрывных процессах на Солнце. Высокоэнергичное излучение может быть обнаружено только теми приборами, которые вынесены за пределы земной атмосферы при помощи баллонов, ракет и искусственных спутников Земли (ИСЗ). Астрономы уже в XVIII столетии поднимались на воздушных шарах, а в начале XX столетия использовали самолеты. Первые астрономические исследования рентгеновского излучения производились почти исключительно при помощи ракет. Однако гораздо более обширные сведения получают сейчас при помощи искусственных спутников, непрерывно вращающихся вокруг Земли или Солнца. Кроме того, появилась уникальная возможность посылки космических зондов по орбитам, проходящим вблизи Солнца. Приборы, установленные на спутниках, позволяют непрерывно наблюдать Солнце, в то время как облака или наступление ночи прерывают наземные наблюдения.

Первые рентгеновские изображения Солнца были получены на ракетах. Впервые были обнаружены области сильного возмущения рентгена в солнечной короне.

Рис. Рентгеновское изображение Солнца.

Использование спутников расширило наши знания о Солнце. Так, например на космических кораблях типа IMP (Interplanetary Monitoring Platform) в конце шестидесятых годов были произведены сотни измерений потоков электронов, выбрасываемых Солнцем. Советские ученые проводили измерения рентгеновского и гамма-излучений на спутниках типа «Прогноз». Например, научное оборудование, установленное на «Прогнозе-2», запущенном в 1972 г., включало в себя спектрометры для измерения рентгена и гамма-лучей, а также детекторы для обнаружения электронов, протонов и нейтронов, испускаемых Солнцем.