Загадка солнечной короны: для чего Solar Orbiter движется к светилу?

Автоматический аппарат Solar Orbiter прошел на расстоянии восьми тысяч километров от поверхности Венеры и продолжил свой путь в сторону Солнца. Поможет ли он разгадке тайны светила, телеканалу «МИР 24» рассказал доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Физического института им. Лебедева РАН Сергей Богачев.

- Что это за аппарат? В чем его миссия?

Сергей Богачев: Это космический аппарат, изделие, сделанное человеком и выведенное в космос с определенными целями. В космос выводятся спутники разного значения: связи, военные, звездные войны, в том числе выводятся спутники в интересах науки, фундаментальные. Это такой аппарат, сделанный учеными для науки, сделан он нашими коллегами из Европы – это Европейское космическое агентство. Около года назад он был выпущен в свой дальний путь, у него очень далекая орбита, довольно сложная. На своем пути он недавно встретил Венеру и сейчас продолжает движение к Солнцу.

- Он должен встать на орбиту вокруг Солнца, какую-то очень близкую? Он ближе Меркурия подойдет?

Сергей Богачев: Это очень интересно. Когда мы хотим изучать Сатурн, мы летим к Сатурну, когда хотим изучать Юпитер, мы летим к Юпитеру, и многие думают, когда ученые хотят изучать Солнце, они летят к Солнцу. Это неправильно. 99% космических аппаратов, которые наблюдают Солнце, работают около Земли, потому что к Солнцу в отличие от Меркурия, Юпитера лететь сложно, оно горячее и опаснее. Была идея, и она реализовалась на практике, запустить аппарат к Солнцу. Сделать это не очень просто, так как по разным законам баллистики от Солнца проще улетать, чем к нему приближаться, потому что там надо гасить момент движения и разные вещи, известные физике.

Проводят так называемые гравитационные маневры, сближаются с планетами, эти планеты гасят движение аппарата для приближения к Солнцу. Как раз сближение с Венерой было не для того, чтобы просто на Венеру посмотреть, а чтобы погасить момент движения аппарата, чтобы он смог достичь Солнца и встать на орбиту вокруг него.

- Самая большая загадка касается короны Солнца. Что такое корона? В чем ее тайна?

Сергей Богачев: Есть несколько загадок Солнца, и все по-разному выстраивают их рейтинг. Вы в рейтинге на первое место поставили корону. Многие ставят на первое место загадку солнечного цикла. Солнце имеет своеобразный 11-летний пульс. Раз в 11 лет оно приходит в состояние высокой активности, а между этими максимумами проходит состояние минимума. Сейчас мы, пройдя минимум, движемся в сторону очередного максимума. Это тоже загадка, не решенная наукой.

Загадку короны многие ставят на первое место. Это загадка вообще большинства звезд. Они по космическим меркам – холодные тела, их температура – несколько тысяч градусов, и, имея холодные поверхности, они имеют очень горячие раскаленные атмосферы – температурой миллионы градусов. Холодное тело каким-то образом нагревает окружающий газ до температур, в тысячи раз более высоких, чем оно само. Это некие нарушения фундаментальных законов термодинамики, и представляет интерес.

Нет окончательного объяснения такого феномена ни для Солнца, ни для звезд. Это одна из наиболее крупных загадок Солнца, решить которую или помочь решению которой должен аппарат Solar.

- Какая из гипотез наиболее правдоподобна?

Сергей Богачев: Наука развивается. Если бы вы открыли учебник физики Солнца 60-х годов, вы бы там прочли, что загадка короны Солнца решена. Там говорили, что Солнце кипит и, как вода кипящая в кастрюле шумит, так и шумит Солнце, создает звуковые волны. Они имеют энергию и способны, распространяясь в атмосфере, нагревать ее. С тех пор наука продвинулась вперед, построены модели на суперкомпьютерах, кроме того, развиты теории, показавшие, что не все так просто, и звуковые волны корону не способны нагреть. Сейчас доминирующей является иная теория. Она говорит о том, что на Солнце кроме гигантских вспышек, которые пугают всех – и космические аппараты, и Роскосмос напрягается из-за них, существует огромное количество вспышек очень малого размера – нановспышки, которые в миллиард раз слабее обычной вспышки, но их в миллиарды раз больше, чем обычных событий.

Такие микроскопические явления за счет своей многочисленности, которые не видны ни одному аппарату, способны создавать такие масштабные явления как «горячая корона». Одна из задач Solar – разглядеть эти вспышки: раз мы не видим что-то с Земли, давайте подлетим к Солнцу, может быть, оттуда мы увидим, наконец, эти загадочные явления.

- Вы сказали, что это нарушение законов термодинамики. Не во всей Вселенной законы физики одинаковы?

Сергей Богачев: Не стоит забывать помимо термодинамики и абстрактных вещей о важности Солнца для нашей жизни. Все мы понимаем, что Солнце – объект, о котором мы иногда забываем, но он фундаментально определяет и климат на Земле, и само существование Земли. Конечно, мы максимально хотим понимать, как оно работает, какие механизмы на нем, насколько они стабильны или способны давать сбои, поэтому, помимо абстрактных научных вещей, это имеет большое прикладное значение для нашей жизни.

- Может быть, даже для энергетики? Если выяснится, что там присутствует какой-то не известный нам до сих пор источник энергии, человечество сможет его использовать?

Сергей Богачев: Проблема термоядерного синтеза, которая на слуху, это попытка энергетики следующего поколения, куда вкладываются миллиарды долларов. Не следует забывать, что мы подсмотрели саму идею термоядерного синтеза на Солнце – мы, изучая недра Солнца, обнаружили, что там идут такие реакции, и после этого стали пытаться воспроизводить их на Земле. Конечно, не исключено, что нам удастся подсмотреть еще что-нибудь, не менее важное, будем надеяться.

- Настанет ли время, когда мы сможем сказать, что у Солнца перед нами не осталось загадок?

Сергей Богачев: Наука периодически переходила через моменты, когда казалось, что ей все открыто. Даже в конце 19 века многим молодым людям советовали не заниматься теоретической физикой, поскольку она изучена. Тогда еще не было известно электричества в современном понимании, не было ни квантовой механики, ни теории относительности, но люди считали, что мы знаем о мире абсолютно все. Конечно, многие и сейчас думают так, что мы, открыв замечательные теории, познали мир полностью, но я уверяю вас, что это не так. Не исключено, что мы стоим на пороге новых научных революций, которые принесут нам не менее значимые открытия и, может быть, такие дорогостоящие аппараты позволят приблизить эту новую революцию.