Астрономия. Популярные лекции - Владимир Георгиевич Сурдин

никакие ядерные реакции там не происходят. Задача была непростая, и решили ее не сразу. Впрочем, и сейчас еще нельзя сказать, что она решена до конца. Большую роль в исследовании солнечной короны сыграли работы советского астрофизика И. С. Шкловского. А начинал он с наблюдения солнечных затмений.

Структура короны, как видите, напоминает картину расположения железных опилок, рассыпанных над двухполюсным магнитом. Явно видно, что у Солнца есть один магнитный полюс сверху и другой снизу, а по бокам — замкнутые структуры (иногда дипольные, иногда многополюсные).

Благодаря затмениям не только были открыты и исследованы солнечная корона и лежащий под ней более плотный и прохладный слой — хромосфера, но состоялись и другие важные открытия и наблюдения. В 1868 г. в спектре хромосферы обнаружились линии неизвестного в ту пору на Земле химического элемента — им оказался гелий. В спектре короны тоже обнаружились неизвестные линии, которые исследователи поторопились приписать еще одному неизвестному элементу, назвав его коронием. Но это оказались линии железа при крайне высокой степени ионизации, недостижимой в ту пору в лаборатории. В 1918 г. затмение помогло подтвердить один из выводов общей теории относительности Эйнштейна: смещение изображений звезд вблизи солнечного диска продемонстрировало искривление лучей света в гравитационном поле.

Рис. 1.21. Эти два момента полного затмения разделены во времени всего несколькими минутами. На левом фото видна восточная часть хромосферы (это тонкий слой атмосферы Солнца между фотосферой и короной), а на правом — ее западная часть.

В обычное время, между затмениями, мы не видим корону Солнца, потому что ее яркость намного меньше яркости дневного неба рядом с солнечным диском. Однако в космосе этой проблемы нет. Телескопы некоторых космических обсерваторий (например, SOHO) снабжены специальным экраном, которым можно закрыть изображение солнечного диска и увидеть околосолнечные окрестности — корону, протуберанцы, плотные потоки солнечного ветра, а также небольшие кометы, которые становятся заметными, только когда пролетают вплотную к Солнцу, и о существовании которых мы ранее даже не догадывались.

Для наблюдателя на Земле лунный диск так точно совпадает по угловому размеру с солнечным, что стоит Луне чуть-чуть сместиться, и она уже открывает нам полоску фотосферы Солнца, т. е. его видимого диска (рис. 1.21). Будь Луна чуть меньше — хотя бы на 2 % — или располагайся она чуть дальше от нас, своим диском она уже не смогла бы закрыть фотосферу, и мы бы никогда не увидели с Земли солнечную корону: стоит появиться маленькому кусочку солнечного диска, как его свет, рассеянный в атмосфере, делает небо ярко-голубым, и никакая корона уже не видна. Эти снимки я показываю с удовольствием, потому что они сделаны современными любителями астрономии. Кто хорошо владеет фотокамерой и Фотошопом, может увидеть то, что раньше нельзя было заметить даже с телескопом.

Один из главных вопросов, встающих перед астрономом при подготовке к наблюдению какого-то небесного явления, в данном случае затмения: куда ехать, чтобы с наибольшей вероятностью получить желаемый результат? Факторов много: и количество ясного дневного неба в сезон наблюдения, и продолжительность явления, и его высота над горизонтом, и стоимость поездки, и политическая стабильность в регионе, и еще много других факторов.

Рис. 1.22. Обстоятельства полного солнечного затмения 29 марта 2006 г. Путь лунной тени, движущейся с запада на восток, показан черной полосой. Параллельными ей линиями отмечены области частного затмения, достигающего максимальной фазы 0,9, 0,8 … по мере удаления от полосы полного затмения.

На всей Земле в год можно наблюдать от двух до пяти солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В среднем за 100 лет происходит 237 солнечных затмений, из которых 160 — частные, 63 — полные, 14 — кольцеобразные. Через одну и ту же точку земной поверхности лунная тень проходит в среднем раз в 300 лет. То есть если не гоняться по планете за полными солнечными затмениями, а жить на одном месте, то шанс увидеть своими глазами солнечную корону невелик.

Поскольку 2⁄3 поверхности земного шара покрыты океаном, путь лунной тени проходит в основном по поверхности воды. Но никто не наблюдает затмения с плавающего судна, так как для оптических приборов требуется устойчивая опора. Всегда выбирают область на суше, но и здесь у астронома много своих требований: не должно быть густой растительности, сильного ветра, высоких гор, закрывающих горизонт… Например, куда бы вы поехали, чтобы наблюдать затмение, случившееся 29 марта 2006 г.? Посмотрите на карту с обстоятельствами затмения и выберите наиболее привлекательное место… Правильно, в Турцию. Погода там, как правило, хорошая, перелет из России недорог, Солнце в момент затмения высоко над горизонтом, продолжительность полной фазы затмения близка к максимальной, поскольку место расположено недалеко от середины траектории лунной тени. Поэтому многие поехали именно туда, чтобы наблюдать это полное затмение, — и не ошиблись.

Рис. 1.23. Фото лунной тени, бегущей по облакам, в момент полного солнечного затмения. Снимок из космоса.

Любопытно, что несколько десятилетий назад, в один из предыдущих саросов (т. е. периодов времени, через которые почти в точности повторяются обстоятельства затмений), некоторые экспедиции выбрали Египет, где вероятность хорошей погоды и ясного неба еще выше, чем в Турции. Действительно, в момент затмения (и до, и после него) небо было безоблачным, но по этой причине случилось две беды. От высокой температуры пострадала светоприемная аппаратура, прежде всего эмульсия фотопластинок, на которые в ту эпоху велось фотографирование, а из-за ветра и пыли пришлось накрывать оптическую аппаратуру полиэтиленовой пленкой, которую быстро съели местные оголодавшие козы, и пыль повредила оптику.

Если вы в момент затмения посмотрите на Землю из космоса (рис. 1.23), то сразу поймете, с какими трудностями сталкиваются астрономы: лунная тень бежит по Земле, но она же ложится на облака, и астрономы, находящиеся в этот момент под облаками, не видят Солнца. Для преодоления этих проблем существует надежный вариант — нужно вести наблюдения с борта самолета, летящего над облаками в сторону движения лунной тени. В этом случае облачность уже точно не страшна — всё увидите, хотя путешествие это дорогое. А если у вас еще и очень быстрый самолет, то вы можете продлить удовольствие от созерцания и изучения солнечной короны: в вашем распоряжении будут