Российские ученые разгадают тайны магнитных бурь и вспышек на Солнце

Как идет создание Национального гелиогеофизического комплекса из семи уникальных объектов, "Российской газете" рассказал директор Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН Андрей Медведев. Этот проект класса мегасайенс позволит отслеживать процессы, происходящие в ближнем космосе и околоземном пространстве.

Эльфы, спрайты и другие

- Комплекс оптических инструментов в Торах уже готов, - рассказал Андрей Медведев. - Для официального запуска осталось получить разрешение от Минприроды России, так как строительство велось на территории Прибайкальского национального парка.

Комплекс предназначен для изучения процессов и явлений в средних слоях атмосферы Земли, происходящих под действием крупномасштабных метеорологических возмущений, геомагнитных бурь, влияющих на полеты космических аппаратов.

Вся аппаратура протестирована, все прекрасно работает. Эти инструменты нужны для изучения высот, которые трудно наблюдать радиофизическими средствами, поэтому используется оптика, позволяющая исследовать собственное свечение атмосферы. Наши ученые получают интереснейшую информацию. В том числе, и о таких малоизученных и перспективных для науки объектах, как высотные электрические разряды - эльфы, спрайты и другие.

Именно с помощью оптики мы можем получить информацию для осмысления теории общей электрической цепи Земли. Раньше считалось, что она замыкается на высотах облаков, накапливающих грозовые разряды. Однако, оказалось, что цепь гораздо сложнее, и высотные электрические разряды также в нее входят. Но как именно происходит это взаимодействие, однозначных ответов нет. Получить мы их можем как раз с помощью комплекса оптических инструментов.

Новая физика

- Сибирский радиогелиограф будет сдан в эксплуатацию уже в этом году, - сообщил Андрей Медведев. - В прошлом году была запущена в тестовом режиме одна из трех антенных решеток.

Строится радиогелиограф на базе одного из крупнейших радиоинтерферометров России - 256-антенного Сибирского солнечного радиотелескопа. Он будет состоять из трех радиотелескопов. Антенны каждого из них расположены в виде буквы "Т". Ученые будут исследовать с его помощью разные слои короны Солнца, каждый из которых излучает на своей частоте. Будем получать трехмерные данные о корональной активности.

Все оборудование уже установлено, сейчас мы его тестируем. Инструмент уникальный, поэтому этот этап совершенно закономерен. Мы уверены, что радиогелиограф заработает, как лучший на сегодня инструмент для изучения короны Солнца.

В ходе тестовых наблюдений мы получили уникальные данные о нем. Ведь радиогелиограф позволяет получать снимки Солнца в таком диапазоне, в котором их еще никто не делал. Например, получать объемные изображения корональных дыр, протуберанцев, активных областей - по сути, их томографию. Эти данные уже широко обсуждаются на международных семинарах. В декабре 2021 года на семинаре в университете Беркли ученые отметили, что наши результаты являются великолепной иллюстрацией будущего радиоастрономических наблюдений Солнца.

Кроме того, радиогелиограф расположен в очень выгодном месте по отношению к запланированному подобному инструменту в США. Фактически они находятся на противоположных сторонах Земли. Это значит, что наблюдения за Солнцем будут вести практически круглосуточно. И мы получим совершенно точно новую физику.

Самый крупный в России

Проектирование самого большого инструмента комплекса - крупного телескопа-коронографа с диаметром зеркала три метра тоже завершено. 30 декабря 2021 года он получил положительное заключение Главгосэкспертизы.

- В России это будет самый крупный солнечный телескоп. И второй в мире, - отметил Андрей Медведев. - На Гавайях сейчас вводится в эксплуатацию четырехметровый телескоп. Начать его строить мы планируем в этом году. Работы очень много.

С помощью этого инструмента мы сможем исследовать тонкую структуру фотосферы, которая недоступна для телескопов малого диаметра и орбитальных обсерваторий. Комплекс приборов даст возможность проводить спектральный анализ и получать уникальные данные о магнитных полях и движениях вещества. Это позволит изучать причины возникновения солнечных вспышек, корональных выбросов массы и других явлений на Солнце. Другими словами, работая на телескопе, мы сможем решать и фундаментальные, и прикладные научные задачи.

Максимальная открытость

Российские и зарубежные ученые готовы уже сейчас записываться в очередь на все эти наблюдения.

- Понятно, что из соображений безопасности страны мы должны к этому очень внимательно относиться, - предупреждает Андрей Медведев, - но при должной осмотрительности мы планируем обеспечить максимальную открытость для всей международной общественности.

Это повлечет серьезную реорганизацию цифровой инфраструктуры института. Должны быть и накопители, и хорошие каналы передачи данных. Это будет сделано, когда мы построим центр управления и обработки данных. Здание типовое, построим его за два года.

Для работы на установках комплекса необходимо будет набрать 500 человек: 100 научных сотрудников и 400 человек инженерно-технического персонала. Для привлечения кадров институт, в том числе, проводит обучение по программам магистратуры и аспирантуры.

Появление в стране уникальных инструментов для молодых ученых сильнее финансовой мотивации. Только работая на уникальных установках, они почувствуют себя на переднем крае науки.

Справка РГ

Проект Национального гелиогеофизического комплекса включает строительство семи уникальных объектов: радиогелиографа в районе урочища Бадары, набора оптических инструментов у села Торы, лидара и комплекса радаров на Малом море.

А также крупного солнечного телескопа на территории Саянской солнечной обсерватории у поселка Монды, нагревного стенда под Ангарском и центра обработки данных в Иркутске. Строительно-монтажные работы на объектах начались в 2018 году, завершить их планируют в 2028 году.