Виновато Солнце - Феликс Зигель

Не все пока ясно в природе протуберанцев, их движении. Очевидно, однако, что только тяготением и давлением света эти явления объяснить невозможно. Здесь, несомненно, действуют очень мощные электрические и магнитные силы.

В хромосфере иногда возникают вспышки, называемые хромосферными или просто солнечными. Внешне они менее эффектны, чем протуберанцы. Заметить их можно лишь на спектрогелиограммах и, крайне редко, в «общем свете», глазом. Между тем это самое мощное и самое важное для человека проявление солнечной активности.

На спектрогелиограммах вспышка видна как внезапное (за несколько минут!) и резкое возрастание в яркости какого-нибудь флоккула. Чувствуется, что на Солнце произошел какой-то взрыв незообразимой мощности. И действительно, подсчеты показывают, что при рядовой солнечной вспышке выделяется столько же энергии, сколько при одновременном взрыве 30 тысяч водородных бомб.

Причины солнечных вспышек пока не вполне ясны.

Возможно, их энергия создается за счет энергии мощных и быстроменяющихся магнитных полей. Но для дальнейшего рассказа важно отметить, что каждая хромосферная вспышка непременно порождает три следствия.

Во-первых, резко увеличивается мощность рентгеновых лучей, излучаемых Солнцем.

Во-вторых, еще более заметно (иногда в миллионы раз!) растет поток радиоволн, посылаемых Солнцем в мировое пространство.

В-третьих, каждая солнечная вспышка как бы выстреливает в пространство скопище так называемых корпускул — в основном протонов, электронов и альфа-частиц с незначительной примесью ядер атомов других элементов.

Каждое такое скопище образует корпускулярный поток, улетающий от Солнца со скоростью около 7000 км/сек.

Такой поток, если не встретит препятствий, на вторые сутки долетит до Земли, а за большие сроки и до более далеких планет. Через корпускулярные потоки (но не только через них) мы связаны непосредственно с Солнцем и до нас доходит солнечное вещество.

Солнечная корона — самый верхний этаж солнечной атмосферы. Во время полных солнечных затмений каждый может убедиться, что отдельные лучи короны уходят от поверхности Солнца на высоту его диаметра, а то и дальше.

Как и все на Солнце, корона — образование непостоянное. В нижних слоях она частично состоит из тех же газов, что и хромосфера. В самых внешних частях к короне примешивается мелкая твердая космическая пыль, повсеместно наполняющая межпланетное пространство.

Основа короны — корпускулы, смешанные с большим количеством свободных электронов. Смесь ионов, атомов и электронов, в целом электрически нейтральную, физики называют плазмой. Солнечная корона представляет собой весьма разреженную и очень горячую плазму.

Уточним: средняя плотность вещества в короне в миллиарды раз меньше плотности комнатного воздуха, а температура короны близка к миллиону градусов — величине, не поддающейся наглядному представлению.

В отличие от земной атмосферы, солнечная корона образована стремительно улетающими от Солнца корпускулами и электронами. Солнечные лучи, рассеиваясь на этих электронах, и порождают ее жемчужно-серебристое сияние.

Можно думать, что лучи солнечной короны и ее «опахала» формируются корпускулярными потоками, к которым, конечно, примешано и большое количество свободных электронов.

Кроме корпускулярных потоков, Солнце непрерывно и равномерно со всей своей поверхности выбрасывает в пространство сравнительно медленные корпускулы. Их скорость близка к 300–500 км/сек, и они образуют то, что современные астрофизики называют солнечным ветром.

Странное это явление, напоминающее «дождь наизнанку».

Но факт остается фактом. Солнце непрерывно и равномерно испускает во все стороны корпускулы. Солнечные вспышки, по-видимому, — только частные и резкие усиления этого постоянного процесса.

Вот теперь и попытаемся ответить на вопрос: где кончается Солнце? Где граница его атмосферы?

Там, где глаз во время полного солнечного затмения видит границы короны, Солнце еще не кончается. Просто глаз наш недостаточно чувствителен. А вот на некоторых фотоснимках лучи короны прослеживаются до расстояния, равного 15 диаметрам Солнца. Но и это, оказывается, еще не граница солнечных владений.

Изучая плотность вещества в корональных лучах, можно подсчитать, как убывает эта плотность с удалением от Солнца. Нетрудно вычислить, какова могла бы быть плотность короны вблизи Земли, если бы соблюдался подмеченный закон убывания плотности и если бы солнечная корона простиралась до земной орбиты.

И вот удивительное совпадение: датчики космических аппаратов вблизи Земли обнаруживают в пространстве столько свободных электронов, сколько бы их было, если бы лучи короны доходили до нашей планеты! Что это, случайное совпадение? Нет, конечно. Много раз проведенные расчеты приводят к парадоксальному выводу: мы живем внутри Солнца! Солнечная корона, пусть в крайне разреженном состоянии, простирается до орбиты Земли и даже дальше. Выходит, что в некотором смысле мы не только жители Земли, но и обитатели Солнца. А это означает, что солнечные явления должны четко отражаться в различных земных процессах и в нас самих.

Солнечной ритмике подчинена вся наша жизнь.

Чередование дня и ночи, регулярная смена времен года — вот прежде всего те два солнечных ритма, отражение которых мы наблюдаем всегда и повсеместно. Правда, само Солнце тут, пожалуй, ни при чем. Меняются условия освещения Земли за счет ее двух главных движений — суточного и годового. Но все-таки чувствительность всего земного к солнечным лучам и здесь проявляется очень четко.

Мы — дети Солнца, порождение его живительной энергии. И если эта энергия как-то меняется, то заранее можно ожидать, что и человек, и все живое на Земле, и даже вся наша планета не остаются к этому безучастными.

К нашему счастью, Солнце — очень устойчивый энергетический механизм. В целом его излучение почти постоянно, и это великое благо для земной биосферы. Нетрудно подсчитать, что если бы Солнце ослабло в блеске всего на несколько процентов, это привело бы к самым катастрофическим последствиям для всего живого.

Астрономам известны тысячи переменных звезд, излучение которых меняется в значительных пределах (иногда в сотни раз). В одних случаях на эти изменения уходят годы, в других — только часы, а то и минуты. Если вокруг этих звезд есть населенные планеты, то их живые организмы должны очень чутко реагировать на изменение внешней обстановки, в первую очередь на колебания тепла и света. Во всяком случае, биосферы таких планет, вероятно, обладают ритмикой, отражающей колебания в излучении освещающих их звезд.

Солнце с полным основанием можно считать переменной звездой. Более того, солнечное излучение подвержено хотя и небольшим, но сложным периодическим колебаниям.

Кроме основного и уже знакомого нам колебания с периодом около 11 лет, есть и другие одновременно действующие солнечные ритмы.

Представьте себя в роли лунного наблюдателя. На черном, усеянном, немерцающими звездами небе видна медленно вращающаяся Земля. Вообразите далее, что из Москвы с помощью неподвижного мощного прожектора к вам посылают световой сигнал. Очевидно, вы его увидите только тогда, когда луч будет направлен точно на вас.

А это будет повторяться через каждые 24 часа — период вращения Земли вокруг оси.

Нечто подобное происходит и с Солнцем. Допустим, что на Солнце возник на многие месяцы, а то и годы мощный очаг активности. Таким очагом может быть крупная группа пятен или факелов или вообще какой-то взбудораженный район фотосферы, «выстреливающий» в сторону Земли потоки корпускул. Ясно, что воздействие этого очага активности на Землю не всегда одинаково. Но наиболее благоприятные для такого воздействия положения будут повторяться через каждые 27 дней — средний период оборота Солнца вокруг оси. Ведь солнечные пятна и другие очаги солнечной активности почти жестко скреплены с поверхностью Солнца — их собственные перемещения в фотосфере незначительны и имеют колебательный характер.

Изменение чисел Вольфа (W) с 1745 по 1965 год.

Итак, вот он, самый короткий, 27-дневный солнечный цикл. С его земными проявлениями мы еще не раз встретимся. А теперь кое-что уточним о главном 11-летнем цикле.

Прежде всего заметим, что в среднем этот цикл имеет период не 11 лет, а 11,1 года. Но отклонения от этой величины в отдельных случаях могут быть значительными — от 7 до 17 лет. Условились очередной цикл, начавшийся в 1755 году, считать первым. Нетрудно подсчитать, что в 1964 году закончился 19-й цикл, а сейчас идет 20-й.

Если представить себе в среднем, как изменяются числа Вольфа[4] от одного минимума до другого, получится кривая, изображенная на рисунке. Заметьте, кривая несимметрична. Нарастание солнечной активности идет несколько быстрее, чем ее спад. Но, повторяем, это характерно только в среднем. В каждом же отдельном случае могут наблюдаться заметные уклонения от этого общего правила.