В декабре 2005 года российский спутник КОРОНАС-Ф завершил свою научную программу, оставив после себя массив данных, который до сих пор заставляет пересматривать наши представления о ближайшей звезде. Аббревиатура КОРОНАС расшифровывается как «Комплексные ОРбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца», и этот аппарат, запущенный в разгар солнечного цикла, стал одним из самых уникальных научных инструментов в истории отечественной космонавтики. Его главный козырь — многоканальный солнечный рентгеновский телескоп — позволил заглянуть в такие уголки солнечной короны, куда раньше не добирался ни один прибор.

Охота за рекордными вспышками

С максимума солнечного цикла в 2001 году КОРОНАС-Ф фиксировал самые мощные вспышки на Солнце и отслеживал их влияние на околоземное пространство. Но настоящая драма развернулась осенью 2003-го: в октябре-ноябре спутник зарегистрировал активные события, которые по силе превзошли всё, что наблюдалось за последние годы. Выбросы коронального вещества неслись со скоростями до 2000 км/с, а вместе с ними аппарат ловил корональные дыры и волны — те самые возмущения, которые, добравшись до Земли, вызывают магнитные бури.

Интересно, что выбросы повторялись из одних и тех же магнитных конфигураций. Эти области успевали восстановить и магнитное поле, и светимость в промежутках между событиями — словно заводная пружина, которая снова сжимается после толчка. Такая повторяемость подсказала учёным, что механизмы накопления и высвобождения энергии в короне работают гораздо быстрее и упорядоченнее, чем предполагали раньше.

Плазма в 20 миллионов градусов и загадка нагрева короны

Одним из главных сюрпризов стало открытие целого класса новых явлений — быстродинамичных плазменных образований с температурой до 20 миллионов градусов. Для сравнения: температура самой солнечной короны обычно держится на уровне 1–2 миллиона градусов. Эти горячие сгустки впервые удалось не просто засечь, но и получить их изображения, проследить динамику.

Наблюдения приоткрыли один из механизмов нагрева короны: магнитная энергия, запасённая в сложных конфигурациях, трансформируется в энергию плазмы. Иными словами, корона разогревается не равномерно, а локальными всплесками, связанными с перестройкой магнитных полей. Более того, обнаружилась прямая связь между этими горячими образованиями и выбросами массы из атмосферы Солнца — теми самыми, что позже устраивают магнитные бури на Земле.

Поляризация как доказательство ускорения частиц

Приборы КОРОНАС-Ф впервые измерили линейную поляризацию жёсткого рентгеновского излучения от солнечных вспышек. Само по себе это звучит как техническая деталь, но за ней стоит принципиальный прорыв. Поляризация стала первым прямым доказательством не только существования пучков ускоренных частиц, но и того, что эти частицы разгоняются импульсным электрическим полем. Раньше об этом говорили лишь косвенные данные, теперь же физика процессов получила надёжное подтверждение.

Колебания Солнца и ультрафиолетовый сюрприз

Помимо рентгеновского телескопа, на борту работал многоканальный спектрофотометр ДИФОС. Он регистрировал глобальные колебания излучения Солнца в широком диапазоне длин волн и отслеживал их динамику. Самым неожиданным результатом стал существенный рост амплитуды этих колебаний в ультрафиолетовом излучении. Почему именно ультрафиолет отзывается сильнее — вопрос, который ещё ждёт своего объяснения, но сам факт заставляет по-новому взглянуть на внутреннюю структуру звезды.

Магнитосфера под ударом и исчезающий пояс

Влияние солнечной активности на Землю тоже не осталось без внимания. Во время сильных магнитных бурь спутник зафиксировал деформацию магнитосферы и движение радиационных поясов внутрь, ближе к планете. Вместе с ними в околоземное пространство проникали энергичные солнечные частицы. Но самым неожиданным эффектом стало исчезновение внешнего радиационного пояса электронов на главной фазе магнитных бурь — при энергиях выше 1.5 МэВ. Пояс, который обычно служит щитом, словно «сдувался» под натиском солнечного ветра, и это открытие добавило новую головоломку в модели космической погоды.

Международная команда и продолжение программы

Проект КОРОНАС-Ф осуществлялся под эгидой Российской академии наук, Национальной академии наук Украины, Федерального космического агентства РФ и Национального космического агентства Украины. К работе подключились учёные из Германии, Польши, Англии, США, Франции, Чехии, Словакии и других стран — типичный пример того, как фундаментальная наука стирает границы.

Сама космическая программа КОРОНАС включала три спутника: уже отработавшие КОРОНАС-И и КОРОНАС-Ф, а также готовившийся к запуску КОРОНАС-Фотон. Эта серия стала частью долгосрочной научной программы по изучению солнечно-земной физики, разработанной Отделением физических наук, Советом по космосу и Научным советом по солнечно-земной физике РАН при поддержке Роскосмоса. И хотя миссия КОРОНАС-Ф завершилась, собранные ею данные ещё долго будут питать новые гипотезы — ведь, как гласит приписываемая Аврааму Линкольну мысль, большинство людей счастливы настолько, насколько они решили быть счастливыми. Возможно, с научными открытиями та же история: мы видим ровно столько, сколько готовы искать.