Впечатляющие снимки Солнца, полученные в ходе запуска рекордного по точности солнечного телескопа NASA - High Resolution Coronal Imager (HI-C), стали доступны специалистам. В число ученых, которые будут принимать участие в их научной интерпретации, входят сотрудники ФИАН, доктора физ.-мат. наук Сергей Богачев и Сергей Кузин, которые являются соруководителями реализованного проекта.
Самые детальные на сегодняшний день снимки солнечной короны в крайнем УФ диапазоне опубликованы NASA несколько дней назад. Изображения получены уникальным солнечным инструментом, телескопом HI-C, запуск которого состоялся 11 июля 2012 года. До этого момента рекордными по точности считались снимки солнечной обсерватории SDO (Solar Dynamics Observatory, NASA), угловое разрешение которых составляет 0.6 угловых секунд. Фотографии, полученные в ходе запуска HI-C, обладают более чем в 5 раз лучшим разрешением. Если SDO способно детализировать области Солнца с точностью до 420 км, то на снимках HI-C минимально различимые детали имеют до 85 км в длину.
Всего за время работы телескопа, которое составило чуть больше 10 минут, было сделано 165 снимков короны в спектральной линии железа - 193 ангстрем. В качестве объекта наблюдения заранее, еще до старта, была выбрана активная область N 1520, которая во время запуска ракеты располагалась почти точно на линии Солнце Земля, то есть в идеальной проекции для наблюдений.
Результаты эксперимента комментирует соруководитель проекта, доктор физико-математических наук Сергей Богачев: "Наблюдения короны Солнца с предельным пространственным разрешением всегда интересовали астрофизиков. Дело здесь не только в простом любопытстве - увидеть своими глазами то, что до этого не видел никто. Для таких экспериментов есть и более серьезные причины. Дело в том, что по современным представлениям в основе многих крупномасштабных событий на Солнце лежат разного рода микропроцессы. Наиболее известный пример такого рода - это формирование горячей короны Солнца".
Хорошо известно, что у Солнца, как и у звезд солнечного типа, при относительно холодной поверхности (несколько тысяч градусов) наблюдаются необычайно горячая атмосфера (корона) с температурой миллион градусов и выше. Объяснить ее происхождение за счет нагрева солнечными вспышками невозможно хотя бы по той причине, что в годы солнечного минимума на Солнце в течение нескольких месяцев может не наблюдаться ни одной вспышки. Корона Солнца не только не остывает в эти периоды, но, кажется, вообще не реагирует на изменения крупномасштабной солнечной активности. Именно поэтому по современным представлениям корона греется не крупными вспышками, а множеством микрособытий, каждое из которых дает очень малый вклад в нагрев, но вместе они обеспечивают колоссальное энерговыделение, которое, как считается, в тысячи и десятки тысяч раз является более мощным, чем "видимая" часть солнечной активности. Вспышки и выбросы, подвластные сейчас наблюдениям, это лишь вершина айсберга, основная часть которого скрыта. Стремление впервые в мире увидеть эту скрытую часть и является главной причиной эксперимента HI-C.
"В настоящее время очевидно, что эксперимент удался, - говорит Сергей Богачев. - Ракета успешно взлетела и вернула на Землю кадры, точность которых даже сейчас, до проведения специализированной обработки, в 3 раза выше, чем точность кадров с SDO. Второе, что важно, так это получение довольно большого числа кадров - 165. Это означает, что те события, которые будут обнаружены на снимках, будут видны не только в статике, но и в динамике".
Масштаб изображений - чрезвычайно мал. Это особенно хорошо видно на рисунке выше, где на верхней панели показано южное полушарие Солнца, на котором прямоугольником обозначен фрагмент Солнца, наблюдавшийся HI-C, а на нижней панели - полученное HI-C изображение.
"Главный вывод, который можно сделать даже до обработки изображений, это то, что даже в таком малом масштабе Солнце имеет очень сложную структуру. Представим себе лес, в котором существуют большие деревья. Если мы увеличим детализацию, то сможем различать уже не только деревья, но и кустарник. Это, можно сказать, уже следующий уровень физики Солнца. Если еще улучшим качество, то начнем видеть и траву, а следующим шагом может быть уже и мох на деревьях. То есть, чем дальше, тем больше новых структур мы открываем, и тем полнее становится наше представление об объекте", - поясняет Богачев.
На кадрах HI-C видно огромное число тонких структур, топология которых не похожа на топологию большого Солнца и оттого непривычна для специалистов. Одной из первых целей обработки данных HI-C, скорее всего, будет именно топологическое исследование мелкомасштабных структур и их сравнение с топологией глобальной солнечной короны. Вторым объектом поиска могут стать микровспышки - с помощью компьютерной обработки будут выискиваться очень быстрые "микроуярчения", существующие всего 1-2 кадра.
"Лично мне также очень интересна задача поиска очень малых колебаний солнечных структур, - делится Сергей. - Важно понять, что представляет собой Солнце в таком масштабе и насколько оно похоже на крупное, знакомое нам Солнце. Это очень тонкая и кропотливая работа. Ведь кустарник, на первый взгляд, похож на большое дерево - тот же ствол, ветки, листья. И только при внимательном изучении становится понятно, что это совершенно иной объект. Так и здесь, только тщательный анализ всех кадров позволит установить, где на них мы видим известные нам объекты и явления, отличающиеся только масштабом, а где - принципиально новые структуры".
Однако для ФИАНа успешный запуск HI-C важен не только в связи с получением уникальных на сегодняшний день снимков, есть и другая причина. Через несколько лет России предстоит вывести на орбиту солнечный телескоп с угловым разрешением примерно в 2 раза выше разрешения HI-C. Речь идет о проекте "Арка", который реализуется ФИАНом совместно с НПО им. С.А. Лавочкина.
"Успешный запуск HI-C, в котором мы участвовали, придает нам уверенности и в нашей собственной работе", - подытоживает Сергей Богачев.
По материалам АНИ "ФИАН-информ"
30.07.2012
