К этому моменту Нейла уже ничто не могло остановить, его руки мелькали в попытках объяснить то, за чем охотится его зонд.
Одна из вещей, которые сильно преобразились за последние десять лет, – это наши взгляды на Солнце и солнечную систему как на единое целое. Мы видели воздействие геомагнитных бурь на солнечный свет и на количество солнечных пятен. Главным направлением нашей группы все это время остается изучение солнечного ветра и его взаимодействия с планетами, а также влияние солнечных возмущений на геомагнитные среды, или то, что мы называем геокосмосом.
“Мы можем выключить Солнце и звезды, потому что они не приносят дивидендов”, – предупредил Джон Мейнард Кейнс в 1933 году. В 2015 году зонд НАСА Solar Probe Plus приблизится к Солнцу на 7 млн км и принесет нам самые большие дивиденды на сегодняшний день (JHU / APL)
Он переходит к описанию тахоклина (от греч. ταχύς – быстрый и κλίνειν – склоняться), плотного солнечного слоя, расположенного между внешней конвекционной зоной и той частью солнечного нутра, где вращение единообразно. Внутри тахоклина все также вращается с одной скоростью. Именно здесь, объяснил Нейл, возникает движение плазмы, которая генерирует солнечную энергию благодаря процессу ионизации. “Если взять ионизированный газ, в котором действует магнитное поле, и давить на газ, поле будет двигаться вместе с ним. Ионизированные газы – почти идеальные проводники, а если магнитное поле достаточно сильно, оно сдвинет плазму. Но плазма имеет очень высокую энергию и сама может двигать магнитное поле – это свойство Солнца, вообще для физики это редкость. Мы имеем дело с проблемой, как взаимодействуют частицы, оказавшись в магнитном поле наподобие этого”. Так что же он пытается обнаружить? “Следующие пятьдесят лет мы будем поэтапно понимать, какие процессы крутят эту динамо-машину. Я надеюсь, что мы в итоге сможем делать некоторые прогнозы, например исходя из ситуации говорить, что через десять дней можно ожидать появления солнечного пятна”. Кивая, я спросил о солнечном ветре. Нейл наклонился вперед, улыбаясь:
Мы обнаружили очень странные явления за пределами фотосферы Солнца. У нас есть подъем энергии, очевидно из-за роста температуры, но мы не уверены в устройстве этого равновесия. Два процесса могут извлекать энергию из магнитного поля и ускорять ветер. Первый – когда два разнонаправленных магнитных поля воздействуют на плазму и при сближении происходит преобразование поля, которое высвобождает энергию. Это один из процессов, ответственных за взрывные утечки энергии – выплески энергии в солнечный ветер.
Второй процесс, если проводить грубую аналогию, напоминает микроволновую печь. Материя, извергающаяся из Солнца, начинает подниматься вверх на дозвуковых скоростях, но чем дальше она поднимается, тем быстрее она нагревается и ускоряется. К моменту достижения Земли она уже движется со скоростью 300–400 км / с. Этот процесс мы пока не до конца понимаем и сейчас как раз находимся на стадии сведения его воедино.
Нейл как раз собирался отбывать в Антарктику, чтобы заняться анализом внешней структуры солнечного ветра (позже я посмотрю вместе с еще одним исследователем ЛРД, Полетт Льюер, съемку кометы, которую сносит с курса порыв солнечного ветра, при этом и хвост кометы, и сам ветер отчетливо видны, словно клочья облаков на средневековой картине). В этот момент раздался стук в дверь, и в комнату вошел худощавый опрятный человек на несколько лет моложе своего руководителя – Марко Велли.
Марко сообщил мне, что был занят попытками дотянуться до Солнца последние тридцать лет, “и наконец, похоже, мы дотуда достанем”. Исходный план был, как он говорит, таков: подвести Solar Probe Plus на расстояние в три радиуса от солнечной поверхности, около 2 087 892 км. “Сейчас мы уже говорим о десяти радиусах, но все равно радиация там невыносимая”. Зонд будет готов к запуску в 2015 году, говорит Марко. Он протягивает голограмму, где видно, как Solar Probe Plus будет выглядеть на орбите: большое красное сопло, занимающее две трети картинки, внизу слева конус лазерного света бьет вперед, толстый защитный диск, за ним башня из желтого металла, в которой находятся записывающие устройства. При повороте карточки луч лазера проникает еще дальше в солнечные глубины, а сама звезда клубится волнами ветра и частиц. Даже в качестве макета это производит очень сильное впечатление
[910].
Что, вероятнее всего, покажут фотографии с зонда? Крапчатая, зернистая текстура Солнца постепенно уплотняется при движении в сторону ядра, говорит Велли. Консистенция вещества вокруг ядра напоминает плотный йогурт, магнитные поля там в шесть тысяч раз мощнее земного.
Solar Probe нацелен на максимальное сближение с Солнцем, на замер частиц и структуры солнечной атмосферы. Мы будем задаваться вопросами: где хранится вся эта энергия? как она может так быстро высвобождаться? почему ветер устроен именно так? Есть некоторое противоречие в том, что вселенная расположена так далеко и требует такой сложной техники для исследования, в то время как Солнце прямо здесь, мы постоянно смотрим на него. В ближайшие двадцать лет мы узнаем, откуда берет энергию солнечная корона, как образуется солнечный ветер, начнем понимать очертания климатической системы и метеорологии и то, как солнечные воздействия на климат порождаются ветром
[911].
Ветер, продолжает он, дует не постоянно, а быстрыми и медленными потоками: в районе солнечного экватора он достигает скорости около 320– 400 км / с, замедляясь в областях образования солнечных пятен и, напротив, ускоряясь ближе к полюсам до 800 км / с. Марко, как и Нейл перед тем, воодушевился и рассказывает мне о плазме, о том, как следует определять фотосферу, что приводит к переключению магнитных сил между полюсами. Наконец наступает момент моего финального вопроса: “Мог ли ты выбрать себе более сложный предмет для погружения?” Марко смеется неожиданно глубоким басом: “Вряд ли”.
По самой своей природе сателлиты, вращающиеся высоко в небе, обладают определенным величием, но и сопровождаются серьезными проблемами. Например, космический аппарат, несущий большой телескоп, нуждается в специальной защите при приближении к Солнцу ближе чем на десять радиусов, что делает его чрезмерно дорогим. Для сравнения, телескопы на Земле добиваются того, что сателлиты могут получить только время от времени. Соответственно, для наземного использования разрабатываются все более крупные телескопы: такие монстры, как QUEST и телескоп Сэмюеля Ошина в Паломарской обсерватории, позволяют астрономам, по словам одного писателя, “счищать слоями космическую историю подобно луковой шкурке”
[912].
