Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма

Пятна – места на поверхности Солнца, где температура ниже, чем в остальных частях поверхности. Поэтому они темные. Нам сейчас не очень важно, откуда берутся эти пятна. Важно другое: в пятнах не только температура ниже, но и само магнитное поле в сотню раз больше, чем в среднем по поверхности Солнца. Это видно по измерениям магнитных полей в солнечных пятнах и на остальной поверхности Солнца. Собственно, именно поэтому Хейл и открыл магнитное поле Солнца в солнечных пятнах, где его легче наблюдать. Можно понять, почему температура и напряженность магнитного поля связаны друг с другом. И температура, и магнитное поле вносят свой вклад в давление вещества (об этом рассказывается в учебниках физики). Солнечные пятна существуют довольно долго – около месяца. Поэтому давление в пятнах должно быть примерно такое же, как вокруг них, иначе пятна немедленно разлетятся на клочки или, наоборот, сожмутся. В пятне температура ниже и связанное с ней давление тоже ниже. Естественно думать, что это понижение компенсируется большим значением магнитного поля и соответствующим увеличением магнитного давления. Может быть, это качественное рассуждение и не покажется убедительным приверженцам математической строгости, но современные наблюдения солнечных пятен его подтверждают. И можно применить его к старым наблюдениям солнечных пятен, выполненным в те годы, когда Хейл еще не начал измерять в них магнитное поле.

Безусловно, сообщения летописей и других исторических источников очень интересны, но трудно полагаться на надежность их данных о магнитном поле Солнца. Проблема не только в том, что простым глазом солнечные пятна все же трудно наблюдать. Авторы хроник далеко не всегда интересовались именно физикой Солнца и не стремились донести до нас эту информацию. Как правило, их интересовали совсем другие, гораздо более приземленные вопросы. Далеко не всегда современный читатель легко может решить, насколько сильно хотел древний автор рассказать нам именно о физике Солнца. Это не значит, что современная наука игнорирует подобные случайные упоминания о явлениях, интересных для астрономии, в частности о солнечных пятнах. Есть специальный раздел астрономии – археоастрономия, где подобные сведения собираются, систематизируются и по мере возможности используются для целей астрономии и истории. Однако если имеются какие-то более систематические данные, то естественно использовать именно их.

К счастью, астрономия в более или менее современных формах появилась уже около 400 лет назад. В 1609 г. Галилео Галилей сконструировал первый телескоп, а точнее, приспособил подзорную трубу для астрономических наблюдений. В частности, он приделал к подзорной трубе подставку: даже в руках человека, никогда не нарушающего спортивный режим, подзорная труба немного дрожит, поэтому через нее трудно рассматривать Луну, планеты и звезды.

Через два года после изобретения телескопа, в 1611 г., Галилей включил в свой план работ пятна: на небе не так уж много того, что легко и интересно наблюдать. Как известно, Галилей дорого заплатил за свое открытие – наблюдения солнечных пятен не прошли даром для его зрения. Об этом должен помнить каждый покупатель любительского телескопа.

В целом история создания телескопа хорошо рассказана в знаменитой пьесе Брехта «Жизнь Галилея», хотя автор, конечно, совершенно не собирался писать учебник по истории науки.

Галилей был человеком с идеями. Наблюдения солнечных пятен были лишь одним из многих его увлечений. Он действительно тщательно наблюдал (но недолго) и зарисовывал их – до изобретения фотографии оставались еще столетия. О тщательности говорят сравнения рисунков Галилея с рисунками его современников, менее известных, но более профессиональных астрономов.