Геннадий Михайлович Никольский - Солнечная корона и межпланетное пространство

главным образом (90%) из водоро­
да, около 10% составляет гелий и лишь примерно
0,1% — более тяжелые элементы. Таким образом, плаз­
ма солнечной короны — это преимущественно электрон­
но-протонный газ (атом водорода состоит из протона и
электрона). Заметим, что способность протонов рассеи­
вать свет весьма мала по сравнению с электронами.
В 1937 г. немецким астрофизиком С. Баумбахом было
рассчитано объемное распределение электронов в сол­
нечной короне. Во время ряда затмений были проведены
измерения поверхностной яркости короны, и, чтобы вы­
вести распределение электронов, необходимо было вы­
числить объемную излучательную способность короны,
а также степень поляризации на различных расстоя­
ниях от центра Солнца. При этом Баумбах исходил из
довольно грубых приближений: он считал корону сфери­
чески симметричным облаком, окружающим Солнце, а
рассеивающую способность электронов — независимой
от углов. Расчет показал, что для объяснения наблю­
даемого свечения «основание» короны должно содер­
жать около 108 электронов на кубический сантиметр.
Степень поляризации в зависимости от расстояния
между центром Солнца и рассматриваемой точкой коро­
ны была рассчитана, конечно, с учетом угловой зависи­
4

мости рассеяния света на электронах. В дальнейшем
распределение электронов в короне рассчитывалось бо­
лее точно, но к этим работам мы обратимся несколько
дальше.
Излучение в линиях. Итак, с непрерывным излуче­
нием дело обстояло удовлетворительно. Однако еще в
1869 г., когда 7 августа на территории США были
удачно проведены наблюдения полного затмения Солн­
ца, было сделано неожиданное открытие. По независи­
мым наблюдениям Харкнесса и Юнга в спектре короны
была обнаружена линия излучения с длиной волны
5303 А. Эта зеленая линия не могла быть приписана
никакому из известных элементов, поэтому считалось,
что в короне содержится новый элемент — «короний».
Нужно заметить, что за год до открытия зеленой корональной линии Жансен наблюдал в спектре протуберан­
ца довольно яркую желтую линию (5876 А), которую он
приписал новому элементу — «гелию» («солнечному»).
Впоследствии гелий был обнаружен на Земле и теперь
широко применяется для различных прикладных целей.
С развитием атомной физики и. лабораторного спект­
рального анализа стали хорошо известны линии излуче­
ния достаточно распространенных химических элементов
(в космических условиях обычно линии элементов не
тяжелее железа). В Периодической таблице химических
элементов Д. И. Менделеева 1 «не осталось» места для
«корония». Между прочим, аналогичная картина
создалась и с другим гипотетическим элементом —
«небулием» (по выражению советского астрофизика
И. С. Шкловского, «родным братом корония»), наблю­
давшимся в спектрах далеких газовых туманностей.
В 1927 г. загадка «небулия» была решена — линии из­
лучения, приписываемые этому «элементу», оказались
принадлежащими азоту и кислороду, находящимся в
«необычных», условиях12. Но происхождение «корония»
оставалось неясным.
В 1939 г. немецкий астрофизик В. Гротриан показал,
что красная и инфракрасная линии «корония» 6374 А и
1 Периодическая система элементов была открыта Д. И. Менде­
леевым в том же году, в котором впервые наблюдался «короний».
2 В газовых туманностях вещество крайне разрежено, и поэтому
столкновения между атомами происходят редко, что приводит к из­
лучению линий, которые в «обычных» условиях, т. е. при большей
плотности вещества, не могут наблюдаться.
5

7892 А могут излучаться 9- и 13-кратно ионизованным
железом (принятые обозначения РеХ, РеХ1У, так как
нейтральный атом железа обозначается Ре1). Гротриан
использовал экспериментальные результаты лаборатор­
ных исследований шведского ученого Б. Эдлена, который
изучал линии высокоионизованных элементов в спектре
конденсированной искры. В области мощной электриче­
ской искры достигается высокая температура, и наблю­
даемое излучение в основном лежит в далекой ультра­
фиолетовой и рентгеновской областях спектра, недоступ­
ных наблюдениям в воздухе (поэтому Эдлен применял
вакуумный спектрограф). В то время результаты Эдле­
на были уникальными; лишь спустя десятки лет разви­
тие соответствующей техники позволило другим ученым
повторить эксперименты Эдлена.
Ниже будут --">