КАК УСТРОЕН КОСМОС,ПЛАЗМА И ЛУЧИ
Космические лучи бороздят просторы вселенной. Наша Галактика содержит около ста миллиардов звезд. Звезды наполняют окружающее пространство непрерывно текущими потоками сильно ионизированного газа — плазмой. Плазма вытягивает за собой с поверхностных слоев звезд в окружающее пространство магнитные поля. Таким образом, вся Галактика, включая и межпланетное пространство солнечной системы, представляет собой динамичную структуру магнитных полей движущейся плазмы. Но как расположены эти поля в солнечной системе, какова их конфигурация, направление силовых линий, то есть, по-другому, как устроено межпланетное пространство — все это до начала прямых космических исследований было неизвестно. А помогли «просветить» вселенную космические лучи, которые представляют собой потоки заряженных частиц, обгоняющих на своем пути потоки намагниченной плазмы. Вопрос о происхождении этих быстрых заряженных частиц еще нельзя считать окончательно решенным. Но по существующему представлению самые высокоэнергичные из них могут приходить из других галактик, ускоряясь при взрывах сверхновых звезд. Частицы меньших энергий, как полагают, сопутствуют образованию новых звезд в нашей Галак- тике. И, наконец, по всей вероятности, каждая из ста миллиардов звезд Галактики, подобно нашей ближайшей звезде — Солнцу, при вспышках ускоряет заряженные частицы до внушительных энергий, измеряемых в биллионах электрон-вольт. Напомним, что электрон-вольт равен 1,6•10—9 джоуля. По происхождению различают галактические, солнечные, планетные и межпланетные космические лучи. Речь в нашей статье пойдет лишь о галактических и солнечных космических лучах, так как, судя по исследованиям, именно они несут наиболее ценную информацию о структуре космического пространства. Эти лучи состоят в основном из энергичных ядер водорода (протонов). Заряженные частицы (протоны) взаимодействуют с магнитными полями плазмы по законам электродинамики. То есть в разной степени в зависимости от энергии, массы частиц и угла их движения относительно силовой линии магнитного поля частицы изменяют первоначальную траек- торию движения. Они как бы на- виваются на силовую линию поля. Понятно, что если бы частицы мчались строго вдоль прямой силовой линии, то они не испытывали бы воздействия поля. Но топография магнитного поля в космическом пространстве настолько сложна, что подобного никогда не происходит. Поэтому при взаимодействии с магнитными полями плазмы космические лучи — заряженные частицы — могут рассеиваться или фокусироваться, ускоряться или замедляться, то есть «фиксировать» детали гигантского рисунка, составленного силовыми линиями. Все эти детали называются неоднородностями поля. Неоднородности — это, например, разворот либо зигзаг поля, усиление или ослабление напряженности поля. Время жизни галактических космических лучей оценивается многими миллионами лет, поскольку вероятность прямого столкно- вения с текущей плазмой крайне мала. Дело в том, что плотность межзвездного газа — плазмы — примерно один атом водорода на кубический сантиметр, а это практически пустота. Благодаря этому у границ солнечной системы лучи образуют стабильный поток, который, словно гигантский фонарь, светит внутрь солнечной системы. Важность и особенность стабильности потока галактических лучей в том, что он, как корабельный фонарь для передачи сигналов азбуки Морзе, «светит» ровным «светом», не мигая. А все его изменения будут зависеть лишь от Солнца, которое в данном случае будет играть роль жалюзи, закрывающих «фонарь». Двигаясь внутрь солнечной системы, галактические космические лучи начинают испытывать на себе дыхание нашего светила и в зависимости от этого могут отра- жаться в обратном направлении. Причем больше всего от «характера» Солнца зависят лучи, представляющие собой частицы меньших энергий. А они-то для изучения космического пространства наиболее интересны, так как точнее «выписывают» рисунок магнитных полей. И это понятно: ведь частицы сверхвысоких энергий слабо подвержены влиянию межзвездных и тем более межпланетных магнитных полей. Они «пробивают» все преграды, в том числе и магнитосферу Земли, вызывают атмосферные ливни уже вторичных частиц, которые достигают земной поверхности и даже проникают глубоко под землю, — их можно регистрировать на Земле, но, повторяем, эти частицы мало что «помнят». Они двигаются прямолинейно, не отклоняясь.