Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


КОСМОС
Открытия в области изучения космоса: физика Солнца.



Научное открытие "Магнитные поля в околосолнечном пространстве".

Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление существования в сверхкороне Солнца регулярных магнитных полей, преимущественно радиального направления, приводящее к анизотропии рассеяния радиоволн на сформированных этими полями вытянутых неоднородностях плазмы сверхкороны".
Авторы: В. В. Виткевич, Б. Н. Пановкин.
Номер и дата приоритета: № 86, июнь 1957 г.


Описание открытия.
Многочисленные открытия и исследования свидетельствуют о том, что магнетизм - одно из универсальных свойств движущейся материи. Он свойствен как мельчайшим частицам материи - электронам, протонам и нейтронам, так и планетам, звездам, галактикам. Земля и Солнце - огромные магниты.
Ученые считают, что в межгалактическом пространстве есть магнитные поля, благодаря которым галактики в течение миллиардов лет сохраняют свою форму. Например, наша Галактика в некоторой своей части вращается как единое целое, не распадаясь.
Существование магнитного поля у Земли ученые установили примерно 300 лет назад, а у Солнца - всего полвека назад. Сравнительно недавно советские астрофизики экспериментально подтвердили существование магнитных полей в околосолнечном пространстве.

Одна из важных проблем, стоящих перед современной наукой, - выяснение физических условий в межпланетной среде, непосредственно окружающей Солнце. Еще в 1951 году доктор физико-математических наук В. В. Виткевич предложил качественно новый метод радиоастрономических исследований околосолнечного пространства, основанный на следующих соображениях. В течение года Солнце меняет свое положение среди созвездий, проходя по небу замкнутый путь. Он всегда один и тот же и лежит среди так называемых зодиакальных созвездий. В одном из них, в Тельце, находится яркий источник радиоизлучения - Крабовидная туманность. Каждый год в июне Солнце оказывается в непосредственной близости от Крабовидной туманности. При этом внешние слои солнечной атмосферы покрывают источник радиоизлучения. Что при этом происходит? Радиоволны, идущие от Крабовидной туманности, проходя через среду солнечной атмосферы, испытывают рассеяние, величина которого пропорциональна плотности и степени неоднородности рассеивающей среды. Степень рассеяния зависит и от длины волны радиоизлучения. Рассеяние становится заметным только в метровом диапазоне длин волн, в котором и ведутся наблюдения.

Как источник радиоизлучения Крабовидная туманность представляет собой яркий объект небольших угловых размеров (диаметр радиопятнышка всего 5 угловых минут). Когда Крабовидная туманность находится в наибольшей близости к Солнцу, т. е. когда ее покрывают более плотные слои вещества, видимые размеры источника из-за рассеяния увеличиваются. Пятнышко Крабовидной туманности как бы разбухает и увеличивается почти втрое.
Произведя соответствующие расчеты, можно сделать выводы о плотности областей солнечной атмосферы, лежащих на пути радиоизлучения туманности. Заметное рассеяние радиоволн можно наблюдать, когда Крабовидная туманность находится на небе на очень больших угловых расстояниях от Солнца - примерно 10 градусов. При таких условиях, например, В. В. Виткевичем была открыта сверхкорона Солнца.

Наблюдения, проведенные доктором физико-математических наук В. В. Виткевичем (Физический институт имени П. Н. Лебедева АН СССР) и кандидатом физико-математических наук Б. Н. Пановкиным (Научный совет АН СССР по проблеме "Радиоастрономия") на Серпуховской радиоастрономической станции Физического института имени П. Н. Лебедева АН СССР в июне 1957 г., показали, что форма рассеянного изображения Крабовидной туманности не является круглой, а представляет собой вытянутый эллипс, ориентированный определенным образом по отношению к радиусу Солнца. Таким образом, было обнаружено, что рассеяние радиоволн в сверхкороне Солнца неодинаково по направлениям, т. е. существует анизотропия рассеяния радиоволн в веществе сверхкороны. Все это свидетельствует о том, что вещество сверхкороны Солнца собрано в отдельные, очень сильно вытянутые примерно в радиальном направлении от Солнца облака разреженного газа. Эти неоднородности довольно устойчивы и регулярны.

С точки зрения физики сверхкорона Солнца представляет собой сильно разреженную высокотемпературную плазму. Исходя из физических свойств этого вещества, известно, что неоднородности, вызывающие обнаруженное рассеяние, могут быть сформированы только с помощью соответствующего регулярного магнитного поля, когда заряженные частицы среды движутся вдоль магнитных силовых линий, образуя длинные вытянутые лучи. Так советские ученые открыли ранее неизвестное явление в сверхкороне Солнца – обнаружили в зоне, непосредственно прилегающей к Солнцу, регулярные магнитные поля примерно радиального направления.

Магнитные поля в околосолнечном пространстве невелики по напряженности, однако в связи с общей разреженностью вещества они существенным образом влияют на динамику физических процессов, протекающих в этой области космического пространства. Дальнейшие более подробные радиоастрономические исследования, проведенные в СССР, Англии и других странах, подтвердили результаты, полученные авторами открытия в 1957 году. Выяснилось, что регулярные магнитные поля присутствуют в околосолнечном пространстве на больших расстояниях от поверхности Солнца и фактически пронизывают все межпланетное пространство до земной орбиты.

Наличие регулярных магнитных полей между Солнцем и Землей впоследствии было доказано изучением характера распространения быстродвижущихся активных частиц - корпускул, которые "выстреливаются" из Солнца и, пролетев от Солнца до Земли, вызывают в земной атмосфере такие явления, как полярные сияния, магнитные бури и т. п. С помощью космических аппаратов были проведены непосредственные измерения магнитного поля в межпланетной среде. Данные этих измерений совпадают с результатами, полученными авторами открытия.
В настоящее время факт существования регулярных магнитных полей в околосолнечном пространстве является общепризнанным. Он прочно вошел в сокровищницу наших знаний о космосе.

Каково практическое значение открытия? Для полетов космических кораблей с экипажем на борту очень важно знать "погоду" в околосолнечном пространстве, располагать сведениями о том, от каких причин зависит уровень жесткой (т. е. очень энергичной) радиации в ближнем космосе. Физическое состояние вещества межпланетной плазмы зависит от многих причин, но прежде всего, конечно, от многообразной деятельности Солнца. Открытие радиоастрономических методов исследования околосолнечного пространства позволяет надеяться на то, что со временем можно будет прогнозировать физические условия в межпланетном пространстве.





Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МАТЕМАТИКА
Сайт создан в системе uCoz