Загадки астрономии

Общее число пятен, зарегистрированных на поверхности Солнца за двенадцать месяцев в 1957–1958 гг., достигло многих сот. К 1963 г. оно уменьшилось до ¹/₃ этого количества, а в 1964–1965 гг. упало еще ниже, до нескольких пятен в месяц. Затем число темных пятен на ярком диске Солнца начало увеличиваться с каждым годом и достигнет следующего максимума около 1968–1969 гг. Этот 11-летний цикл безотказно действует с тех пор, как Галилей впервые навел оптическую трубу на Солнце, но «вступил в строй» значительно раньше.

Причина цикличности совершенно неизвестна. Одна гипотеза сменяет другую, но все они связывают солнечные пятна с ядерными реакциями, идущими глубоко в недрах этого гигантского атомного котла. Согласно одной из прежних теорий, которая теперь отвергнута, солнечные пятна — это «предохранительные клапаны, спускающие пар» и предотвращающие взрыв всего Солнца, как космической сверхбомбы. Современная теория рассматривает солнечные пятна как «магнитные холодильники», играющие какую-то — пока неясную — роль в солнечной активности.

Что такое солнечные пятна — тоже не установлено. Диаметры их порядка 100 000 км, а температура на 1500° ниже окружающего раскаленного вещества (средняя температура 6000°), поэтому из-за эффекта контраста пятна кажутся черными. Вероятно, это гигантские магнитные вихри или глубокие впадины, внезапно образованные опускающимися массами относительно холодного ионизованного вещества, или даже «смерчи», медленно перемещающиеся в бурлящих морях плазмы.

Когда астрономы достигнут Меркурия, они используют его в качестве платформы для наблюдений солнечной поверхности с близкого расстояния и разгадают истинную природу солнечных пятен. Автоматические зонды, запущенные с Меркурия, могут приблизиться к Солнцу на расстояние 15 млн. км и ближе, если только контейнеры выдержат высокую температуру и не расплавятся.

Один из удивительных фактов состоит в том, что солнечная корона гораздо горячее поверхности Солнца и имеет температуру от 300 000 до 1 000 000°. Почему эта разреженная плазма, состоящая из протонов (ядер водорода), альфа-частиц (ядер гелия) и тяжелых ионов, так фантастически горяча, не известно. Выяснилось, что солнечная корона тянется значительно дальше, чем думали прежде. Телеметрические данные, полученные с дальних космических зондов: Пионер 5, Эксплорер 10 и Маринер 2, запущенных в 1960–1962 гг., указывают, что она простирается за орбиту Венеры (110 млн. км).

Но и эта величина может оказаться очень далекой от истины.

Загадка 2.Находится ли наша Земля внутри солнечной короны?

В настоящее время астрономы подозревают, что корона действительно простирается по крайней мере на 150 млн. км в виде гигантской линзы, параллельной плоскости эклиптики. В этой области, занятой солнечной атмосферой, целиком лежит земная орбита.

Рис. 12. Солнечная атмосфера из сверхгорячей плазмы простирается, по-видимому, до орбиты Марса, если не далее.

Однако эта атмосфера из газовой плазмы гораздо более разрежена, чем самый высокий вакуум, когда-либо полученный в земных лабораториях. Ее основная роль, по-видимому, заключается в переносе магнитных полей, имеющих вид гигантских пузырей, в межпланетное пространство между Венерой и Землей. Именно эти поля могут изменять направление движения энергичных частиц, приходящих из галактического пространства, вызывая тем самым загадочные уменьшения интенсивности космических лучей, время от времени наблюдающиеся на Земле.

Довольно странно, что в солнечной атмосфере, в которой движется наша планета, происходят явления, напоминающие процессы в атмосфере нашей Земли.

Загадка 3.Периодически ли повторяются порывы солнечного ветра в межпланетном пространстве?

Фонтаны раскаленной плазмы, именуемые протуберанцами, беспрерывно поднимаются с солнечной поверхности. По-видимому, они возбуждают колебания в короне, которые выбрасывают облака протонов и электронов, несущихся в пространстве со скоростью нескольких миллионов километров в час. Это значит, что «пустое» пространство на самом деле заполнено частицами, постоянно волнующимися и колеблющимися, как штормовое море.

Достигая Земли, эти электронные ураганы искажают «радиозеркало» — ионосферу — и нарушают радиосвязь на Земле на несколько часов или даже дней. Но Солнце порождает еще и смертоносные тайфуны, состоящие из частиц гораздо более энергичных, чем обычный солнечный ветер.

Среди астрономов возникли разногласия по поводу объяснений этого явления, впервые обнаруженного с помощью спутников в 1958 г.

Рис. 13. Земля и Солнце. Процессы, посредством которых различные виды излучений Солнца влияют на атмосферные условия и погоду, еще недостаточно изучены.