Эти две сделанные одновременно (декабрь 2015 года), но на разных длинах волн жесткого ультрафиолета фотографии помогают ученым наглядно пронаблюдать отличия в деталях, видимых в определенном диапазоне излучения. На длине волны 171 ангстрем (фото золотистого цвета) мы видим более тонкие нити плазмы, извивающиеся над поверхностью светила, чем на волне 304 ангстрем (фото красного цвета), поскольку в этих волнах мы наблюдаем более холодную плазму, ближе расположенную к поверхности. SDO проводит наблюдения Солнца в различных диапазонах спектра, и каждый из них помогает раскрыть детали, находящиеся под разными температурами и на различной высоте над поверхностью. Источник: проект Solar Dynamics Observatory, NASA
Представьте себе нагревательные элементы, вшитые в ткань электрического одеяла. Точно так же, как один такой элемент не в состоянии разогреть все одеяло, и одна нановспышка не может разогреть всю корону. А действуя совместно, маленькие, но часто повторяющиеся вспышки посылают в пространство достаточно энергии, чтобы разогреть все «одеяло» солнечной атмосферы.
– Чудесно осознавать, что данные SDO помогают нам отыскивать пути решения этого давнего и непростого вопроса, – говорит Песнелл. – Нановспышки вписываются в ту картину, которую мы видим при помощи как обсерватории SDO, так и других спутников, наблюдающих за Солнцем.
Наблюдения обсерватории SDO, кроме того, перевернули все предыдущие представления о том, как гонимые невероятными силами недра Солнца перемещаются от экватора к полюсам и обратно: это движение служит ключом к пониманию физического процесса под названием динамо, который отвечает за возникновение магнитного поля Солнца. Моделирование этой системы лежит в основе улучшения предсказаний солнечных феноменов и интенсивности предстоящего солнечного цикла.
Песнелл утверждает, что главная задача – научиться когда-нибудь предсказывать солнечные бури с большой точностью.
А вы видите «солнечного человечка»? Детали солнечного диска сложились в подобие лица, но его можно увидеть не во всех доступных наблюдению диапазонах. В этом комплекте изображений собраны двенадцать снимков Солнца на различных длинах волн электромагнитного спектра, сделанные одновременно при помощи двух инструментов станции SDO: гелиосейсмического и магнитного формирователя изображений HMI и комплекса солнечно-атмосферной съемки AIA. Источник: NASA / проект SDO / Центр космических полетов имени Годдарда
– Если на Солнце происходит какое-то явление большой мощности, то при помощи собранных SDO данных мы можем «вернуться назад» и посмотреть, что предшествовало этому событию, и, может быть, понять, что именно вызвало сильную вспышку или извержение, – говорит он. – Мы стараемся найти конфигурацию-предшественника в магнитных силовых линиях. Сейчас мы можем наблюдать, как эти силовые линии перестраиваются в активных солнечных регионах, и надеемся отыскать закономерность, предсказуемый порядок в этом процессе. Но, к сожалению, природа не вполне оправдывает наши ожидания. Не все явления похожи друг на друга, и мы пока знаем слишком мало, чтобы полностью понимать, как работает магнитное поле, и иметь возможность делать такие предсказания.
Но, как говорит Песнелл, так и работает научный подход.
– Ученые выдвигают гипотезу и проверяют ее на практике до тех пор, пока она или дает верные предсказания, или опровергается, – говорит он. – При этом, бывает, испытываешь разочарование, но и удовольствия в науке тоже хватает.
Тем не менее обсерватория SDO позволила ученым окинуть взглядом то, как магнитные поля изменяются во времени, и это поможет им в итоге понять, что служит «спусковым крючком» для гигантских солнечных вспышек и корональных выбросов массы. Может быть, когда-нибудь точно так же, как метеорологи сейчас предсказывают земную погоду, гелиофизики благодаря SDO смогут надежно предугадывать наступление солнечных бурь.
Мы <3 SDO
Еще в самом начале работы Solar Dynamics Observatory возникла необычная, но глубоко душевная связь между участниками сложного научного проекта и энтузиастами из широкой публики. Выражением этой связи стала резиновая курочка по имени Камилла.
История Камиллы началась в те дни, когда космический аппарат SDO еще находился на ранней стадии подготовки к запуску в Центре космических полетов имени Годдарда. Одна из участвующих в проекте научных сотрудниц Барбара Томпсон принесла Камиллу в научный коллектив Центра Годдарда просто для того, чтобы всех развлечь. Резиновая курица была ярко-желтого цвета и похожа этим на Солнце. Поначалу Камилла была лишь игрушкой для того, чтобы создавать непринужденную атмосферу в учреждении и помогать сплачивать команду, но со временем она начала играть все бо́льшую роль в образовательной ветви проекта и связях с общественностью.
Песнелл и Янг согласны, что Камилла оказалась очень важна для общения с публикой, особенно с детьми.
– Мы проводили множество образовательных программ, – рассказывает Дин Песнелл, – и всегда старались заинтересовать наших слушателей, чтобы они задавали вопросы. Но, казалось, дети, глядя на меня, бородатого ученого с научной степенью, робели и стеснялись спрашивать у меня что-нибудь. Но как только я доставал и показывал Камиллу, то сразу же вырастал лес рук!
Официальный «телохранитель» Камиллы, Ромео Дюршер работал совместно с научной командой SDO в Стэнфордском университете.
– Мы всегда считали, что Ромео здорово придумал, предъявив Камиллу открыто всем интересующимся, и она после этого стала помогать нам в образовательной части проекта, – говорит Янг.
Прошло время, и NASA изменило формат взаимодействия с общественностью и образовательных программ, и Камилла перестала быть официальным талисманом проекта. Но Камилла Корона (теперь у нее есть еще и фамилия!) является активным блогером в социальных сетях проекта и помогает ученикам сориентироваться и начать карьеру в области точных наук и техники. Кроме того, операторы управления полетом снова приняли Камиллу в свой коллектив, и она следит за порядком в Центре управления полетами SDO в Центре имени Годдарда.
– Теперь она у нас на вторых ролях, – признается Песнелл, – но Камилла сослужила прекрасную службу, и ее «карьера» – лучший пример того, как люди увлекаются игрушкой-талисманом, а потом привыкают к самому научному спутнику и тем фотографиям, которые он делает.
Интерес и любовь к невероятным снимкам, присылаемым SDO, изначально появились под влиянием Камиллы, а теперь им помогает процветать простая в использовании онлайн-программа под названием Helioviewer.
Снимок экрана с открытого веб-сайта программы Helioviewer. Источник: блогер Geeked On Goddard
– Еще до того, как SDO отправился в полет, – рассказывает Янг, – один из моих коллег доктор Джек Айрленд думал о том, как мы будем изучать эти снимки размером 4000 на 4000 пикселей с возможностью приблизить их часть и ориентироваться в огромном количестве связанных с Солнцем данных.
Айрленда вдохновила технология, которая использовалась на географическом сайте Google Maps и других сайтах, работающих в веб-браузерах с большими наборами данных. Он создал программу Helioviewer, которая не только стала критически важным инструментом в руках ученых, но и была открыта для всех желающих, дав каждому возможность изучать все эти невероятные виды Солнца.
Helioviewer – это работающая на клиентском компьютере программа, с помощью которой пользователи могут выполнять поиск по фотографиям Солнца, сделанным SDO, и по данным других космических аппаратов, наблюдавших за Солнцем, начиная с 1991 года, а также отслеживать в реальном времени текущее состояние светила. Пользователи могут монтировать видеоролики, взаимно накладывать снимки в различных диапазонах спектра, увеличивать и уменьшать масштаб и прослеживать каждое событие на Солнце от начала до конца. Созданными видео можно легко обмениваться, и предусмотрена возможность загружать их напрямую на сервис YouTube. Миллионы пользовательских видео с солнечной хроникой уже были сделаны при помощи сайта Helioviewer.
Этот ресурс также стал онлайн-пространством для встреч энтузиастов наблюдений за Солнцем, где они могут собираться вместе и общаться; Helioviewer служит отличным примером работы коллективных ресурсов. Энтузиасты-ученые используют его для того, чтобы совместно создавать видео, и иногда им даже удается предупредить «настоящих» ученых о том, что на Солнце происходит нечто заслуживающее внимания.
Янг вспоминает случай утром 7 июня 2011 года. Он едва успел налить себе дома утреннюю чашку кофе, как получил электронную почту от Джека Айрленда.
– Джек сказал, что я должен посмотреть видео, которое создал один из пользователей, – говорит Янг. – На нем красовался гигантский фонтан из солнечной плазмы, который только что отделился взрывом от Солнца. Я ни разу не видел такого мощного извержения до того момента. Выглядело так, будто кто-то пнул здоровенный ком земли и он, подлетев вверх, стал сыпаться обратно на Солнце.
Огромный фонтан солнечного вещества, извергающийся из Солнца 7 июня 2011 года. Источник: NASA / проект Solar Dynamics Observatory / Центр космических полетов имени Годдарда
По словам Янга, это стало для него поворотным моментом. Он создал собственное видео с закадровым комментарием об этом событии и с тех пор пристрастился к общению со зрителями и энтузиастами в области наблюдений Солнца.
– Мне очень нравится общаться на научные темы, рассказывая публике обо всех этих замечательных вещах, – взволнованно говорит он. – Делиться результатами исследований, работать с учащимися – молодыми и пожилыми – я испытываю от этого настоящую адреналиновую дрожь, и мне не хочется останавливаться.
Солнечные вспышки – убийцы? Нет
Вероятно, вы продолжаете думать о том огромном солнечном шторме, который поднялся в 2012 году и чуть было не задел Землю, – о нем мы говорили в начале этой главы. А может быть, вы слышали о предсказаниях судного дня, который может наступить, если солнечная вспышка-убийца уничтожит земную атмосферу и положит конец жизни на Земле. Мы знаем, что вспышки и корональные выбросы массы постоянно происходят на Солнце и Землю они задевают раз или даже два раза в неделю, а иногда и чаще. Надо ли нам тревожиться?