Достоверно предсказать магнитную бурю, нарушения связи на Земле и угрозу космическим спутникам теперь можно будет за один-два дня. О соответствующем исследовании механизма солнечной активности «Газете.Ru» рассказал его руководитель и ведущий автор публикации в журнале Science Александр Косовичев из Стэнфордского университета.

– В чем заключается главный результат работы? Это возможность достоверно предсказать появление солнечных пятен и сильных магнитных полей на поверхности Солнца? Поскольку сильная активность Солнца влияет на космические спутники, связь на Земле и магнитные бури, ваша работа позволит заранее и с большой точностью предсказать космическую погоду?

– Совершенно верно. Помимо практического применения для более точного предсказания космической погоды наша работа также позволит глубже понять механизм магнитной активности Солнца, как оно генерирует магнитное поле и как магнитное поле появляется на его поверхности, концентрированное в виде темных пятен.

Наши результаты показывают, что магнитное поле генерируется глубоко внутри Солнца и на глубине примерно 60 тысяч километров образует довольно компактные структуры, которые не были предсказаны существующими моделями солнечной активности.

– Что это за компактные структуры? Именно по ним можно судить о появлении через день-два большого пятна и сильного магнитного поля на поверхности Солнца?

– Они представляют собой уменьшение времени распространения звуковых волн на Солнце примерно на 10–15 секунд, когда всплывающая магнитная структура находится на глубине 60 тысяч км. Дальнейшее всплытие с этой глубины занимает один-два дня.

Звуковые (акустические) волны на Солнце измеряются по наблюдениям вибрации его поверхности, примерно так, как можно наблюдать вибрацию мембраны в громкоговорителе, но только очень низкой частоты.

Потом эти осцилляции обрабатываются методами гелиосейсмологии, которые похожи на методы земной сейсмологии. Эти методы позволяют нам зафиксировать возмущения под видимой поверхностью Солнца. Эти методы также похожи на ультразвуковую диагностику человеческого организма, только в случае Солнца нам приходится полагаться на естественные источники звуковых волн.

– Расскажите немного о том, как проводилось данное исследование, основой для которого, как я понимаю, стали данные с SOHO. В частности, интересно, когда в вашем коллективе была сформулирована задача, сколько данных и за какой период времени нужно было обработать, какова физическая модель вашего открытия. И заодно расскажите, пожалуйста, немного о себе и о ваших соавторах. В чем заключается лично ваш вклад в эту работу?

– Исследование основано на методах гелиосейсмологии, которые начали разрабатываться примерно 30 лет назад. В этих исследованиях одно из ведущих мест занимала Крымская астрофизическая обсерватория (КрАО), где я работал. Меня пригласил академик А. Б. Северный работать в КрАО над проблемами гелиосейсмологии после окончания аспирантуры в МГУ, потом я работал в Кембриджском университете в Англии, а с 1994 года работаю в Стэнфорде.

Исследования в КрАО и за рубежом послужили научной основой космического проекта SOHO, подготовленного NASA и Европейским космическим агентством и запущенного в 1995 году.

Анализ данных с SOHO открыл новые возможности для изучения процессов внутри Солнца и механизмов солнечной активности. Задача обнаружения всплывающих магнитных полей внутри Солнца задолго до того, как они появятся на поверхности и сформируют пятна и активные области, была поставлена примерно в 1996 году. Однако это оказалось очень трудным. Мне и моему коллеге Тому Дювалю удалось только установить, что магнитное поле всплывает очень быстро, со скоростью 1 км/сек. Кроме того, нам удалось провести измерения только до глубины 15 тысяч км.

Эти результаты были опубликованы в 2000 году, и они давали предсказания всего на несколько часов.

Однако результаты SOHO оказались достаточно интересными и важными, чтобы NASA начало подготовку нового космического аппарата для изучения Солнца, Solar Dynamics Observatory (SDO, «обсерватория солнечной динамики»), который запущен в прошлом году.

Параллельно велась работа по улучшению методов обработки данных. Мои молодые коллеги, бывший студент (сейчас научный сотрудник) Цзюньвэй Чжао (Junwei Zhao) и нынешний студент Статис Иллонидис (Statis Illonidis), решили улучшить гелиосейсмологический анализ всплывающих магнитных полей, используя новые компьютерные возможности, и неожиданно эта работа привела к открытию сильного сигнала глубоко под поверхностью Солнца. Моя роль заключается в руководстве этой работой и в анализе данных.

– Контактируете ли вы с учеными из России? Что вы думаете о современном состоянии российской науки?

– Я довольно тесно контактирую с моими коллегами в России и Крымской обсерватории, помогаю получить данные наблюдений, участвую в совместных работах, дискуссиях и конференциях. В 2004 году я был организатором симпозиума Международного астрономического союза (МАС) в Санкт Петербурге, сейчас я президент комиссии МАС по структуре и излучению Солнца.

Через неделю я приеду в Москву для выступления на семинаре в Институте космических исследований и участия в конференции по физике Солнца в Физическом институте им. Лебедева. После этого я еду в КрАО для участия в украинской конференции по Солнцу.

Я думаю, что состояние российской науки в последние годы заметно улучшилось. Необходимо больше развивать международное сотрудничество. Мне кажется, что сейчас для этого в космических исследованиях и исследованиях Солнца очень хорошие перспективы.

ТЕКСТ: Николай Подорванюк