ФИЗИКА СОЛНЦА И КОСМИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Заметки о 13 школе-семинаре по физике Солнца и космической электродинамике,
           посвященной памяти Елены Александровны Макаровой
               Москва, ГАИШ-АстрО, 18-20 декабря 1996 г.

В последние несколько десятилетий зарубежные, отечественные журналы и
симпозиумы посвящались в основном "модной" проблеме физики солнечных
вспышек. Накопленный огромный и разнообразный материал по этой проблеме
породил множество вариантов теории вспышек, в которых преобладал термин
"магнитные пересоединения" как единственный источник энергии вспышек. Но,
к сожалению, от решения проблемы природы солнечных вспышек мы еще далеки.
Это стало особенно очевидным при интенсивном изучении (особенно на
космических аппаратах) явления мощных выбросов замагниченной
геоэффективной плазмы - "корональной инжекции плазмы" (CME) (а она по
энергетике превосходит вспышки), которые далеко не всегда связаны со
вспышками. На фоне этих весьма полезных исследований как-то в стороне
остались классические задачи о распределении энергии в солнечном спектре.

Е.А.Макарова вместе с соавтором А.Н.Харитоновым собрали и критически
осмыслили практически весь многолетний материал наблюдений солнечного
спектра и издали монографию, которая стала у нас и за рубежом настольной
книгой.

Казалось, что в этой проблеме почти нет нерешенных задач. Но еще в начале
века Аббот и др. проводили многолетние наблюдения за вариациями глобальной
эмиссии Солнца. Казалось, что у Солнца, как и почти у всех солнечно-
-подобных звезд (как и многих звезд других спектральных классов)
светимость должна флуктуировать (изменяться) во времени. Для Солнца,
казалось, интенсивность общей эмиссии должна была определяться явлениями
солнечной активности (пятнами, факелами и т.д.) и возможными медленными
колебаниями диаметра Солнца. Последнее пытались измерять и в XIX веке и
даже в период так называемого Маундеровского минимума, когда солнечная
активность резко снизилась и вообще слабо проявлялась в течение
полстолетия, что и отразилось в резких изменениях климата. Однако
предельно точные для того времени (начала ХХ века) радиометры, выявили
колебания "солнечной постоянной" в пределах нескольких процентов и, как
показали дальнейшие исследования, фиксировали практически только влияние
земной атмосферы. Это направление солнечной радиометрии постепенно
переросло в новое направление геофизических исследований - в актинометрию,
которая завоевала подобающее место в метеорологии и приобрела ряд
практических направлений. Но в эпоху постановки высокоточных экспериментов
на космических аппаратах возникла возникла возможность проведения
заатмосферных измерений солнечной постоянной. Были разработаны радиометры
с высочайшей точностью абсолютных измерений глобального потока излучения
(ошибки находились в пределах <~0.005%). Длительные наблюдения на КА НИМБУС-6 и 7, SMM сопровождались разовыми запусками однотипных радиометров на ракетах для контроля возможного дрейфа нуля радиометров на космических аппаратах. Начиная с 1984 года имеется уже более чем десятилетний ряд однородных наблюдений, которые показали существование реальных вариаций светимости Солнца (>~ 0.1%) в солнечном цикле и при
прохождении по диску особенно заметных активных областей: дефицит потока
от пятен и, напротив, рост эмиссии от факелов, превышавший дефицит потока
от пятен. Эта реальная вариация "солнечной постоянной", по мнению Е.А.
Макаровой, была одним из трех великих открытий в физике Солнца, которые ей
посчастливилось пережить.

Второе издание монографии Е.А.Макаровой и А.Н.Харитонова, которое с трудом
удалось затем издать, содержало уже и этот новый материал по "солнечной
постоянной".

Почему этот новый результат столь важен? Прежде всего потому, что он выявил
связь общего излучения Солнца с явлениями солнечной активности, что нельзя
было a priori ожидать и выявить для других звезд. Несмотря на кажущуюся
малую величину вариации "солнечной постоянной", она по величине суммарной
энергии более чем на 6 порядков превосходит максимальную энергию больших
вспышек (в х-лучах и т.д.). Проблема источника такой энергии, связанной с
развитием солнечной активности, только, по сути, поставлена. В стандартной
модели внутреннего строения Солнца наблюдаемые вариации светимости Солнца
могут быть связаны только с основным источником - с солнечным ядром, где
протекают ядерные реакции. Но, поскольку вариации "солнечной постоянной"
тесно связаны с относительно быстрыми изменениями солнечной активности,
то должен существовать механизм быстрого энергопереноса в зоне лучистого
равновесия. Очевидно, что принятые механизмы энергопереноса
(теплопроводность, лучистый перенос) для этого совершенно непригодны.
Возникает проблема возможного волнового энергопереноса в нелинейной плазме
зоны лучистого равновесия и конвективной зоне.

С этой точки зрения интересен был доклад на семинаре сотрудников
Саратовского университета Ю.А.Склярова, Ю.И.Бричкова и А.И.Котума, которым
удалось провести на КА наблюдения (правда, не длительные) с интегральным
высокочувствительным радиометром, который был ими разработан. С этим
радиометром были проведены успешные наблюдения. По условиям эксперимента
их радиометр измерял интегральную эмиссию без сдвига относительно диска
Солнца. При этом фиксировалась временная вариация "солнечной постоянной".
Анализ этих наблюдений и возможное их повторение с тем же калиброванным
радиометром представляют особый интерес.

Как бы прямым продолжением работ Е.А.Макаровой по абсолютной спектрофо-
тометрии Солнца может рассматриваться доклад группы геофизиков Главной
астрономической обсерватории Украины К.Бурлова-Васильева, Ю.Матвеева и
И.Васильева. Они провели цикл определений абсолютной спектрофотометрии
Солнца на высокогорной станции на Эльбрусе, которую в свое время строил
(но, к несчастью, ему не удалось завершить ее) Эрнест Андреевич
Гуртовенко. Горизонтальный телескоп с большим спектрографом позволяет
регистрировать спектр Солнца с привязкой к калиброванной лампе "черного
тела". В свое время в ГАИШ, на Кучинской станции Г.Ф.Ситник создавал
калиброванный стандарт излучения "черного тела" для такой же задачи
получения абсолютной спектрофотометрии Солнца, но довести эту сложную
задачу ему не удалось. Тем более отрадно, что группа молодых астрономов
ГАО Украины смогла провести цикл таких исследований. Жаль только, что
из-за обычных трудностей нынешнего времени эти работы пока не могут
продолжаться.

Научные интересы Е.А.Макаровой охватывали также проблему динамики
солнечной короны, динамические процессы в хромосфере (послевспышечные
выбросы вещества в виде резких изменяющихся волокон). Эти вопросы
обсуждались в докладах ее сотрудников и других участников семинара.
С ними читатель сможет познакомиться по публикации трудов конференции.
Я хотел только отметить, на мой взгляд, главное направление работ
Е.А.Макаровой.

Организаторы семинара (точнее конференции) смогли найти средства и
пригласить очень многих гелиофизиков не только России (от дальнего
Уссурийска, Иркутска, Пулкова и т.д.) но и Украины, Узбекистана,
Казахстана, Латвии. Так что семинар (конференция) позволил встретиться
и обсудить множество докладов "с периферии" и "центра". Несмотря на
нынешние трудности солнечники продолжают успешно работать, часто в
неимоверно трудных условиях, используя порой изношенную аппаратуру.
Встреча и обсуждение работ, близких по тематике научным интересам
Е.А.Макаровой, оказались чрезвычайно полезными.

                                         Э.И.Могилевский
                                         ИЗМИРАН

   ******************************************************************

               ЧТЕНИЯ - КОНКУРС ПАМЯТИ С.А. КАПЛАНА -
             ВСТРЕЧА УЧЕНЫХ, ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ И УЧАЩИХСЯ.

    Вряд ли будет ошибкой назвать то, что происходило в школьные кани-
кулы в учебном центре недалеко от Нижнего Новгорода (Зеленый Город),
необычным явлением в практике научных конференций. Чтения - конкурс,
собравшие около 100 участников, были посвящены памяти Самуила Аронови-
ча Каплана - астрофизика, имя и труды которого известны далеко за пре-
делами России, и не только научной общественности, но и многим, инте-
ресующимся космическими явлениями. Половину аудитории составили школь-
ники, а другая половина была представлена преподавателями ВУЗов, школ
и известными учеными - астрофизиками. Географический спектр мест, от-
куда приехали участники чтений, простирался от Новосибирска до Санкт -
Петербурга. Не смотря на январские морозы, дававшие о себе знать не
только на открытом воздухе, но и в лекционном зале, участников чтений
окружала теплая атмосфера. Во-первых, следует отметить разнообразие
и содержательность лекций. Среди них были рассказ о жизненном пути и
научной деятельности С.А.Каплана (проф. Н.С.Петрухин), о фундаменталь-
ных проблемах эволюции Вселенной (проф. Л.М.Ерухимов), об аэрокосми-
ческом образовании в России и за рубежом (проф. Г.А.Полтавец), о ради-
оизлучении Солнца (проф. Е.Я.Злотник), явлениях магнитной гидродинам-
ики в космосе (проф. В.П.Докучаев), приливных явлениях (проф.
Н.С.Степанов), сверхмассивных космических объектах (к.ф.-м.н. А.А.Беля-
нин). Но трибуна для выступлений была предоставлена не только профес-
сионалам в космических исследованиях. С конкурсными докладами выступа-
ли школьники и преподаватели, представившие как результаты своих собс-
твенных исследований в области практической и теоретической астрофизи-
ки, так и программы, методики и концепции в области аэрокосмического
образования. В ходе работы круглых столов своим опытом работы дели-
лись планетарии (планетарий Санкт - Петербурга - А.А.Тронь, Нижего-
родский планетарий - З.П.Ситкова) и Нижегородская Центральная Аэрокос-
мическая Обсерватория (И.Ю.Порус, В.Ф.Мельников). А школьники, кроме
участия в конкурсных докладах, в один из вечеров стали ... коллективами
двух научно-исследовательских институтов, занимающихся исследованием
близких Галактик. В этой творческой ролевой игре были расставлены при-
оритеты исследований и исходя из этого, в сочетании с хорошо известной
проблемой ограниченного финансирования фундаментальной науки, была
проведена реорганизация институтов.
 И, конечно, эти необычные конкурс-чтения не могли бы состояться, если
бы не усилия (подчас - героические, при современных бюджетных проблемах)
организаторов - Нижегородской центральной аэрокосмической обсерватории
(ЦАКО) и Нижегородского научно - исследовательского радиофизического
института (НИРФИ). И, хочется думать, что чтения-конкурс, ставшие
содружеством школьников, учителей и ученых, еще найдут повод, место
проведения и спонсоров для последующих встреч.

             Беленов Алексей Федорович,
доцент Нижегородского института развития образования,
член жюри секции преподавателей конкурса-чтений памяти С.А. Каплана
Нижний Новгород, Зеленый Город, Агродом, 3 - 8 января 1997 г.

  *************************************************************
 -----------------------------------------------------------------------
  ОТ РЕДАКЦИИ.

  Редакция считает важным размещение в "Астрокурьере" нижеследующей
статьи Ю.Н. Ефремова "Астрономия и хронология", несмотря на ее
большой объем.  Казалось бы, до исторической ли хронологии сейчас?
Научные учреждения не получают необходимого финансирования, зарплата
не выплачивается, экономика в развале. Список можно продолжать
бесконечно. Но ведь истоки всех этих явлений не в последнюю очередь в
мутном потоке квазинаучных публикаций, сообщений в прессе, радио и
телевидении. Уже в отдельных сообщениях астрономические обсерватории
называются астрологическими.

  Невежество ныне стало модным! Но ведь виноваты, отчасти, в этом и
мы сами.  Нужно искать различные способы давать нашим согражданам
достоверную научную информацию.