Диалоги (сентябрь 2003 г.) - Александр Гордон

А.Г. Соотносить…

В.Ш. Да, соотносить с падение комет. Так вот, последний пик вымираний на этой кривой, это тоже 10 миллионов лет. И есть такое понятие, как «кометный ливень». То есть у нас не просто периодически появляются кометы, а из окрестностей Солнечной системы в массированном порядке к центру устремляется повышенное количество комет. В период такого кометного ливня ситуация меняется. Тогда маленькая Луна может оказаться мишенью, в которую могут попасть кометы.

Ну, и может быть, что все эти образования, возраст которых 10 миллионов лет, образованы одной кометой. Просто она подошла к Луне, развалилась, как, например, комета Шумейкер–Лебедь–9 при подходе к Юпитеру, и эти отдельные осколки каким-то образом распределились по лунной поверхности. Но то, что другим путем лунные льды не могли образоваться – это, по-моему, очевидно.

А.Г. Да, у меня была еще тысяча вопросов, которые связаны с существованием системы Земля – Луна. Но это, видимо, уже другая тема и для другой передачи.

Солнечная активность

Участник:

Обридко Владимир Нухимович – доктор физико-математических наук

Александр Гордон: …так себе, средняя звездочка, достаточно молодая, это звезда не первого поколения, и кроме того, находится она на окраине галактики, и после этого они сразу с упоением начинают говорить о черных дырах, нейтронных звездах – вот там интересно.

Владимир Обридко: Действительно, такое отношение есть, это грустно. Ведь на самом деле вся астрофизика началась от Солнца, и еще в 30-х годах вся астрофизика была изучением физики Солнца. После войны все наши крупнейшие астрономы были солнечниками. Это и Шкловский, и Пикильнер, и Фесенков, и Северный, Мустель, все эти академики и член-корры, все эти астрофизики были солнечниками.

Потом наступил какой-то момент, когда, с одной стороны, улучшились средства наблюдения дальнего космоса. С другой стороны, физика солнца стала приобретать то, за что нас ценят другие, но за что нас меньше любят астрономы, стала приобретать несколько прикладной характер. Иосиф Самуилович Шкловский где-то в 70-х вернулся из Америки с возгласом: «Физика Солнца больше не наука, а часть промышленности!» И действительно постепенно интерес астрономов сместился в космологические аспекты астрономии, в ранние стадии развития вселенной, в пульсары, квазары, вообще в «антропный принцип» и к тому подобным вещам. А солнечники продолжают снабжать астрофизику самыми точными данными, но действительно многие астрофизики относятся к этому немножко снисходительно, как к полуприкладной и относительно простой науке.

Кроме того, есть ещё одна вещь: в нашей области мы не можем себе позволить те фантазии, которые позволяют себе астрофизики, мы слишком много знаем о Солнце. Мы не можем позволить себе, скажем, взяв несколько простеньких формул и опираясь только на размерности, сляпать теорию. Мы слишком много знаем, у нас количественные результаты. И это вовсе не потому, что мы к астрофизике относимся с меньшим уважением, наоборот, это они к солнечникам относятся, как я уже сказал, с некой осторожностью.

А.Г. Вы сказали: «Мы слишком много знаем о Солнце». А что вы не знаете о Солнце? И что вам очень бы хотелось узнать?

В.О. О Солнце мы не знаем гораздо больше, чем мы знаем, к сожалению. Что мы не знаем о Солнце. На самом деле, мы наверное знаем, где источники энергии Солнца. Хотя ещё совсем недавно мы этого не знали. Точнее скажем так: мы это знали, потом мы перестали это знать, поскольку выявился так называемый парадокс нейтрино и возникла проблема: а есть ли вообще на самом деле термоядерная реакция внутри Солнца? Идет ли действительно там тот цикл, который мы всегда считали естественным?

А.Г. Из-за дефицита нейтрино.

В.О. Да, из-за дефицита нейтрино. Сейчас как будто бы всё это утряслось, можно считать, что этой проблемы у нас уже нет. Но трудности всё равно остаются. Потому что сама структура, сама атмосфера Солнца рассчитана на основе каких-то предположений, которые не бесспорны.

Но если говорить о том, что мы меньше всего знаем, то я бы сказал так. Мы не знаем самой главной основы солнечной активности. Солнечная активность на самом деле – это магнитные поля. Если бы на звездах и на Солнце, в том числе, не было бы магнитных полей, это были безжизненные шары, без каких-либо сколько-нибудь серьезных изменений. Просто гигантские шары разной температуры, но на них не было бы того, что мы сейчас называем жизнью. Откуда берется магнитное поле, мы не знаем. Сейчас основные механизмы, так называемые механизмы динамо, дают нам возможность хоть как-то прогнозировать и рассчитывать возникновение магнитного поля. Но надо прямо сказать, что противоречий больше, чем совпадений.

На самом деле проблема состоит еще и в том, что даже многие солнечники, не говоря уже о специалистах в других направлениях астрономии, солнечную активность воспринимают чрезвычайно упрощенно. Спроси я вас, что вы знаете о солнечной активности? Вы же, наверное, скажете: «Я знаю, солнечные пятна есть на Солнце».

А.Г. Я знаю о солнечных циклах, я знаю о солнечных пятнах.

В.О. Прекрасно. То есть вы знаете следующее: на Солнце бывают солнечные пятна, которых в какие-то годы больше, в какие-то годы меньше. Таким образом возникает 11-летний цикл солнечной активности: есть максимум, есть минимум. Но кроме того, на Солнце бывают вспышки, о чём большинство уже знают гораздо меньше. Такое представление о солнечной активности настолько распространено, что даже многие солнечники, я уж не говорю о звездниках, продолжают считать, что так оно и есть, что солнечная активность – это в первую очередь вариации числа солнечных пятен.

На самом деле это уже не совсем так. За последние, скажем, лет 20-30 мы несколько поумнели и поняли, что Солнце и вообще солнечная активность – это комплекс сложнейших и взаимосвязанных явлений. С одной стороны, мы научились понимать взаимодействие полей разных характерных масштабов. Есть поля относительно малые, локальные поля, они и образуют солнечные пятна, они перемещаются, двигаются, их действительно в какие-то годы больше. Скажем, в районе 2000 года их было больше, сейчас их число уменьшается, становится всё меньше и меньше, и, по-видимому, мы придем к минимуму числа солнечных пятен в 2007 году.

Но это отнюдь не значит, что одновременно с этим уменьшается солнечная активность. На самом деле она переходит в явление другого характерного масштаба. Есть магнитные поля меньших размеров, меньшей напряженности – в пятнах напряженность составляет 3–5 тысяч Гаусс. Для сравнения скажу, что магнитное поле Земли, это пол-Гаусса. То есть поле Солнца на 4 порядка больше, гигантское магнитное поле. Это, собственно, и определяет сущность солнечного пятна. Но на поверхности Солнца есть поля других масштабов и другой напряженности – всего лишь в сотни Гаусс. Главное – они охватывают всю поверхность Солнца, и они меняются в противофазе. То есть тогда, когда мы видим минимум солнечной активности по пятнам, мы видим своего рода максимум солнечной активности по крупномасштабным полям. И поэтому говорить о том, что есть какой-то период «спокойного Солнца» или «активного Солнца» можно только, если вы дополнительно определяете, что вы имеете в виду в данном случае под термином «солнечная активность».

А.Г. То есть единого, стабильного – такого как у Земли – магнитного поля у Солнца нет, это некая система магнитных полей.

В.О. В общем, да. Можно сказать следующее. Есть то, что мы называем квазидипольным полярным магнитным полем, которое в какие-то периоды времени напоминает магнитное поле Земли. Но оно, во-первых, непостоянное, каждые 11 лет меняется его знак, чего совершенно нет у Земли. У Земли переполюсовки магнитного поля тоже бывают, но у них характерные времена – миллионы лет. И во-вторых, оно не является таким мощным, как на Земле. Ведь на Земле магнитные полюса по своей напряженности – всё, они определяют основу. На Солнце же гораздо более сложное взаимодействие.

Но здесь ещё надо обратить внимание вот на что. Эти крупномасштабные поля раньше несколько пренебрежительно назывались фоновыми полями и раньше даже и не очень-то изучались. Кстати, и изучать их гораздо труднее, потому что они гораздо слабее, напряженность у них меньше, и нужны специальные инструменты для того, чтобы их изучать. Но оказалось, что, несмотря на то, что они более слабые, они и определяют собой более мощные локальные поля. Если мы возьмем развитие по времени, то увидим, что эволюция глобальных магнитных полей, как мы их называем, или крупномасштабных магнитных полей, примерно на пять лет опережает развитие локальных полей, более мощных, но занимающих на поверхности Солнца площадь, не превышающую, скажем, одной десятой процента.