Взаимодействие таких частиц между собой, их ускорение или торможение как раз и приводят к излучению электромагнитных волн в гамма-диапазоне.
Согласно новой модели, предложенной советскими астрофизиками, плотность космических лучей в галактических облаках может быть в тысячи раз больше, чем плотность их в межзвездном пространстве. Этот вывод еще предстоит подтвердить или опровергнуть, тем не менее уже сейчас модель турбулентности нейтрального газа поможет объяснить многие астрофизические наблюдения. Например, по-новому осветить вопрос о происхождении космического излучения.
В глубины вещества
Используя установки для улавливания приходящих из космоса частиц гигантских энергий в эксперименте "Памир", ученые получили новые данные об их взаимодействиях с ядрами атомов вещества.
Как предполагают физики, в космосе и в изредка вспыхивающих сверхновых звездах действуют электромагнитные поля, которые ускоряют частицы до энергий в сотни тысяч и даже миллионы раз больших, чем те, что получаются в земных условиях.
В горах Памира на высоте почти пять тысяч метров на ровной площадке уложено нечто вроде слоеного "пирога" из свинца и специальной рентгеновской пленки, упакованной в свето- и водонепроницаемые пакеты. Такой "пирог" покрывает территорию почти в тысячу квадратных метров. Одной рентгеновской пленки используется около гектара. Частицы, попадая в рентгеноэмульсионную камеру, образуют на пленке пятна, по которым можно судить об их энергии и о характере взаимодействия с ядрами атомов вещества.
В эксперименте участвует несколько институтов Академии наук СССР, институты академий наук Грузии, Казахстана, Таджикистана и Узбекистана. С советскими учеными сотрудничают физики социалистических стран, а также Японии. Кстати, последние проводят аналогичные исследования на склонах знаменитого вулкана Фудзияма.
Пульсация Солнца:
новая гипотеза
Строение Солнечной системы определяется равномерными пульсациями Солнца, считает советский астрофизик Альберт Чечельницкий. Эти пульсирующие движения, которые открыли советские астрофизики, повторяются практически через каждые полтора часа.
В результате меняются яркость Солнца и его размеры. Пульсирующие движения Солнца передаются окружающей его плазме. Чечельницкий считает, что этот ритм сохраняется в Солнечной системе в течение миллиардов лет. На ранних стадиях развития Солнечной системы, когда вещество планет находилось в распыленном состоянии, пульсации Солнца способствовали концентрации межпланетной материи и образованию планет. Орбиты планет Солнечной системы также во многом зависят от солнечных пульсации.
Эхо солнечных бурь
О новом космическом проекте "ИНТЕРШОК"
Наше светило ежеминутно расходует 240 миллионов тонн своей массы. Долгое время понятие "светит и греет" считалось достаточным для определения воздействия Солнца на Землю. Затем выяснилось, что оно посылает в пространство не только тепловые и световые лучи, но и радиоволны. Полеты за пределы Земли позволили получить еще больше сведений о так называемом дальнем ультрафиолетовом и рентгеновском излучениях Солнца. В 1959 году советские "лунники" обнаружили солнечный ветер, движение масс, но не воздушных, а частиц плазмы. Порождает этот ветер не само Солнце, а его корона - серебристо-жемчужная плазменная сфера, простирающаяся на десятки миллионов километров за пределы солнечного диска.
Земля - грандиозный магнит, и солнечный ветер активно влияет на формирование ее магнитосферы, которая со стороны Солнца оказывается "поджатой" к Земле, а в "заветренной" стороне растягивается на многие десятки и даже сотни миллионов километров, образуя длинный магнитный шлейф. Под воздействием возмущений солнечного поля магнитное поле Земли испытывает ответные возмущения, которые проявляются в виде магнитных бурь, полярных сияний.
Гипотез и догадок о причинах и следствиях солнечно-земных связей появилось, особенно за последние годы, немало. Но, чтобы поставить предположения на твердый научный фундамент, требовалось накопить достаточно данных не только для создания стройной и обоснованной теории, но и для практического их использования.
Уже первый спутник, запущенный в 1969 году по программе "Интеркосмос", имел ярко выраженную солнечную "ориентацию". За ним в солнечную серию вошли "Интеркосмос"-4,-7-11, -16. Все они проводили исследования в диапазоне волн, недоступном для земных обсерваторий. Приборы космических лабораторий помогли разобраться в механизме генерации коротковолнового излучения при вспышках и других активных процессах на Солнце, а также воздействии такого излучения на плотность и состав верхних слоев атмосферы Земли. В свою очередь, i это послужило основой для построения более точной теории ионосферных возмущений.
Исследования были продолжены на качественно новой основе-с бортау автоматических станций "Прогноз".
Орбита этих станций "вытянута" навстречу Солнцу и достигает в апогее двухсот тысяч километров. Это позволяет в течение большей части периода обращеиия проводить исследования из районов, расположенных вне воздействия магнитного поля Земли. В таких условиях становится возможным наблюдение солнечного ветра, не возмущенного земным полем. Основная задача проекта "Интершок" - изучение так называемых ударных волн.
Дело в том, что частицы солнечного ветра движутся от Солнца с постоянно нарастающей скоростью - их "подталкивает" более горячий газ. Еще задолго до подхода к Земле она достигает скорости звука. Когда такой сверхзвуковой поток плазмы налетает на нашу планету, перед ней возникает ударная волна, аналогично тому, как она образуется у реактивного самолета, летящего со сверхзвуковой скоростью в атмосфере.
Во время вспышек на Солнце, которые сопровождаются выбросами из , короны огромных масс плазмы, плотность, температура и скорость солнечного ветра могут намного превышать средние параметры. Рекордные их значения были зарегистрированы спутнинами "Прогноз" в 1972 году. Скорость ветра достигала 2000 километров в секунду. При этом в межпланетном пространстве наблюдалось образование дополнительных, помимо околоземной, ударных волн.
Гипотеза о существовании таких ударных волн впервые была выдвинута в 1959 году советским ученым Р. Сагдеевым, ныне академиком, директором Института космических исследований АН СССР. После обнаружения их в космосе как в СССР, так и в других странах были проведены многочисленные эксперименты, в которых изучались их свойства.
Одна из главных особенностей проекта "Интершок" - комплексный характер исследований. Совместными усилиями советских и чехословацких специалистов создана научная аппаратура, которая обеспечивает регистрацию всех основных явлений вблизи и внутри фронта ударной волны. Бортовая ЭВМ осуществляет управление программой измерений и потоком информации. Момент пересечения ударной волны распознается автоматически. Это позволяет реализовать вблизи ее фронта режим быстрой регистрации данных, что очень важно, поскольку спутник проходит через интересующие ученых районы за минуты.
Орбита спутника "Прогноз" обеспечивает исследования как околоземной ударной волны, так и межпланетных ударных волн, возникающих при солнечных вспышках. Это дает возможность проследить их характеристики в различных условиях и в зависимости от параметров потока плазмы солнечного ветра.
Исключительно высокая временная разрешающая способность комплекса научной аппаратуры, установленной на "Прогнозе-10" (она в 30-100 раз выше, чем это было достигнуто в лучших зарубежных экспериментах), позволяет хорошо разделить различные события и детально выявить, как развиваются во времени все процессы в ударных волнах, и проследить их отголоски на Земле.
Надо сказать, что изучение ударных волн играет большую роль и в познании явлений в далеком космосе. В частности, считается, например, что в них разгоняются частицы космических лучей. При этом они достигают энергий, которые пока не могут быть реализованы в самых мощных земных ускорителях заряженных частиц.
Спираль на Солнце
Наблюдения пятен на Солнце позволяют во многом прояснить природу и происхождение сравнительно холодных областей, где развивается мощное магнитное поле. Очертания всех наблюдавшихся до последнего времени солнечных пятен представляли собой более или менее правильную окружность со средним диаметром около 10 тысяч километров. Однако 19 февраля 1982 года группа сотрудников Китт-Пикской национальной обсерватории США, возглавляемая известным астрономом Уильямом Ливингстоном, впервые обнаружила на Солнце пятно, имеющее форму спирали. Размер этого необычного образования, напоминающего очертаниями спиральную галактику, также был непривычно велик: оно достигало 80 тысяч километров в поперечнике.
Пятна на Солнце нередко служат источником солнечных вспышек, и возникло опасение, что столь крупное вызовет вспышку необычной интенсивности, а за ней на Земле последуют мощные магнитные бури и нарушения радиосвязи. Однако этого не случилось. В течение примерно двух суток с момента своего рождения гигантская спираль "рассосалась", образовав несколько более мелких пятен. Астрофизики доподлинно еще не знают, как и почему возникают такие явления.
Сценарий солнечной вспышки
Солнечные вспышки занимают умы ученых уже второе столетие, однако сущность этого грандиозного явления природы еще до конца не познана. Совершенствование техники наблюдений, развитие теоретических представлений пополняют наши знания, изменяют взгляды на природу и механизм вспышек. Так, довольно долго считали, что они образуются в хромосфере Солнца небольшом слое между видимой поверхностью светила и его короной.
Но когда наблюдать Солнце стали с помощью космической техники, выяснилось, что главные события вспышки разыгрываются в солнечной короне.
Вспышки - гигантские всплески излучения во всех диапазонах электромагнитного спектра, от гамма-лучей до сверхдлинных радиоволн. Специалисты различают рентгеновские, протонные и иные вспышки. Последние исследования дают основание считать, что вспышка - это единое сложное явление, захватывающее все слои солнечной атмосферы и оказывающее разнообразное воздействие на околосолнечное пространство, Землю и другие планеты.
Вспышки обычно возникают в активных областях поверхности Солнца, где наблюдается сильное магнитное поле, откуда черпается энергия вспышек.
В ходе каждой из них различают три стадии: предвспышечную, которая длится часы и даже десятки часов, импульсную, продолжающуюся всего несколько минут, за которые быстро возрастает излучение, и плавную, во время которой всплеск излучения постепенно затухает.
Наблюдения последних лет позволили создать своего рода сценарий солнечной вспышки. Сначала, при изменении магнитного поля в активной области, на высоте в десятки тысяч километров над поверхностью Солнца /его фотосферой/ начинается медленный разогрев солнечной плазмы. Потом в плазме возникают неустойчивости, приводящие к разрыву токовых слоев /образований в виде шнуров, в которых возникает ток/, что и вызывает собственно вспышку - выделение большого количества энергии, которая тратится на дальнейший разогрев плазмы и ускорение электронов. Та часть электронов, которая движется от центра Солнца, проходит через корону в межпланетное пространство, образуя солнечный ветер, достигающий Земли и других планет.
Описывая другие "эпизоды" развития солнечной вспышки, авторы замечают, что в созданном ими сценарии еще много неясных вопросов, ответы на которые принесут новые наблюдения.
Загадки темных колец
Восемь лет назад с борта самолета, оснащенного астрономическими приборами, впервые были замечены кольца вокруг планеты Уран. И с тех пор ученые бьются над вопросом: из чего же они состоят?
Уже на Земле инфракрасные телескопы показали, что концентрические круги вокруг Урана гораздо темнее, чем у Сатурна. Более того, с помощью ЭВМ удалось определить, что кольца Урана отражают всего 2 процента падающего на них света, следовательно, состоять они должны из материала, который во много раз темнее... всех существующих в Солнечной системе. По мнению одних специалистов, речь может идти о замерзшем метане, почерневшем за миллионы лет от высокоэнергетических космических излучений. Другие склонны представить материал колец в виде каменной пыли с частицами железа и никеля.
В багаж... галактику!
Состоится ли полет человека к другим галактикам?
Очевидный для фантастов утвердительный ответ ставится наукой под сомнение. Согласно новой гипотезе, высказанной белорусским физиком Юрием Михайловым, межгалактическое путешествие возможно, если космонавты возьмут с собой в полет количество веч щества, соизмеримое... с массой нашей галактики. Иначе, как следует из это" научной версии, и звездолет, и CBMI космонавты распадутся на элементар ные частицы, едва начнут покидать пределы Галактики.
Ритмы оледенения и потепления
Многолетние исследования природрадиоактивности позволили автору гипотезы высказать предположение, что радиоактивность вещества проявляется не во всех точках пространства, а зависит от расстояния до центра Галактики. Ближе к нему, следует из гипотезы есть зоны, в которых и плутоний, и уран и следующие за ними более тяжелые вещества находятся в нерадиоактивном состоянии. Зато по мере приближена к "периферии" звездной системы разряд неустойчивых попадают все более легкие элементы. Вещество распадается на бор, бериллий, литий, альфа-частицы, отдельные протоны и электроны. Ведь именно они обнаруживаются в составе космического излучения межгалактических пространст!
- Расчеты и анализ фактов показывают, что расширение пространства процесс, затрагивающий не только макромир, но и мир молекул, атомов, считает ученый.- Причем на микро уровне расширение должно носить квантовый, то есть скачкообразный характер.
Гипотеза дает логическое объяснение некоторым непонятным прежде явлениям, позволяя предсказать их дальнейшее течение. Например, радиоактивный распад очередного вещества, сопровождающийся выделением большого количества тепла, может диктовать ритм эпох оледенения и потепления, которые много раз сменяли друг друга и ярко выражены в геологических отложениях.
Земля "растет"
Причем загадочно быстро. Подсчитано даже, что для того чтобы все материки земного шара точно сомкнулись по береговым линиям, его диаметр должен быть вдвое меньшим. Но откуда взялось столько вещества? Новые представления о характере процессов, протекающих в веществе, похоже, дают ответ и на этот вопрос. Масса Земли практически не увеличилась. Изменилась в результате постоянного "дрейфа" нашей планеты от центра Галактики плотность земного вещества, которое теперь занимает больший объем.