С кем можно побеседовать о жизни Вселенной и процессах на Солнце, как не с астрофизиком, доктором космофизических наук Еленой Подладчиковой? Елена стала обладателем международной премии имени Я. Б. Зельдовича за открытие природы солнечных вспышек.
Изучение процессов на Солнце: вспышки, солнечная корона, температура звезды
Какую же всё-таки роль играет Солнце в нашей Солнечной системе? Елена Подладчикова занимается межпланетной и межзвёздной средой, процессами, которые управляют совместно всеми телами в нашей Солнечной системе и в межзвёздной среде.
Солнце влияет на всё на нашей планете: на жизнь человека, его самочувствие, общество в целом, климат, и конечно на времена года. Елена сейчас изучает, как электромагнитные процессы на Солнце влияют на электромагнитные процессы на Земле. Их очень много. Например, когда происходят на Солнце вспышки, наше настроение может поменяться. У нас в крови могут индуцироваться токи в венах, потому что проводимость меняется, токи меняются и наше настроение тоже. Конечно, мы хотим понять, как это всё происходит, как связано с мировыми изменениями жизни на Земле, потому что многие из них соответствуют циклам солнечной активности.
Например, все мы знаем картины Питера Брейгеля и других бельгийских и голландских художников. На них изображены снег и человечки. Но сейчас в этих странах нет снега, а вот тогда был. Потому что солнечный минимум был очень длинный и было много снега. В те годы вся жизнь в Европе изменилась — в некоторых районах был голод.
Сейчас изучение жизни Вселенной всё больше обретает практическую цель. Человечество хочет выйти в космос, но это небезопасно. Поэтому учёные ставят себе цель — изучить эту среду. Например, в будущем космонавт полетел, приземлился на Марсе, Луне, возможно, на Венере и вот это небезопасно. Потому что в этот момент может пролететь через космический корабль пучок заряженных частиц или большое плазменное облако, которое ещё называется корональный выброс массы, и это очень опасно для человека. Задача учёных — понять эти проявления, чтобы сделать жизнь человека на других планетах, где нет таких атмосфер, как у Земли, возможной и безопасной.
В данный момент Елена Подладчикова занимается двумя спутниками, которые всё человечество строило 30 лет. Идея первого спутника Solar Orbiter возникла в международном сообществе. Заключалась она в том, чтобы построить спутник, обеспечить его космическими телескопами, послать максимально близко к Солнцу и посмотреть, какие процессы на нём происходят, попутно измерить магнитные электрические поля вокруг спутника.
Космический аппарат Solar Orbiter. Источник: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/10/Solar_Orbiter#.X6AvDG_rI_o.link
Есть телескопы и на Земле, но функционал их ограничен. Невозможно построить рентгеновский или ультрафиолетовый телескоп, который будет наблюдать за процессами на Солнце с Земли, потому что есть атмосфера и диапазон электромагнитного излучения непрозрачен для атмосферы. Учёным необходимо посылать телескопы в космос, ведь самые горячие слои Солнца изучаются в рентгене и ультрафиолете.
Космический аппарат Solar Orbiter – тяжёлый спутник с телескопами и множеством приборов, запущен к Солнцу по сложной траектории. Он должен пролететь много раз вокруг Венеры, каждый раз увеличивая амплитуду орбиты, и в конце концов подойти к Солнцу очень близко, на расстояние 0,2 астрономические единицы. В связи с этим учёные надеются увидеть что-то абсолютно новое. Потому что посчитано заранее, что на этом расстоянии можно увидеть процессы, которые на самом деле управляют солнечной короной — внешней оболочкой Солнца.
Это очень важно понять, возможно, там есть какой-то спрятанный источник энергии. Солнечная корона аномально горячая, гораздо горячее, чем поверхность звезды. Температура солнечной короны — 1-2 миллиона градусов, а поверхности — 10 тысяч градусов. И постоянно идёт поток тепла от более холодного к более горячему, и исследователи надеются это понять. Интересно, что на Земле всё происходит наоборот.
Происхождение жизни на Земле
Коллеги Елены Подладчиковой изучают происхождение жизни на Земле. Каким образом? Они изучают звёзды земного типа, которые немного отличаются друг от друга. Например, активность на Солнце периодическая, но это было не всегда. Когда оно только родилось, активность не была периодической. Солнце было молодо, но так жгло, что никто не мог выжить нигде. Но теперь звезда стала спокойнее, поэтому мы сейчас так спокойно можем жить. Вот так постепенно Солнце привыкало к жизни.
Многие учёные изучают происхождение жизни на Земле. Мы же знаем приблизительно, когда она появилась. Оценивается, что, когда появился первый кислород, выползли из моря разные одноклеточные, двуклеточные и прочие существа. Потом опять было жарко, они заползли назад в воду. Хронологию эту мы знаем.
Американская программа Living With a Star подчёркивает, что на самом деле плазменные облака могли принести такие вещества, инициировавшие процессы, которые привели к возникновению жизни на Земле.
Точно известно и это однозначно установлено, что жизнь появилась благодаря частицам, путешествующим в космосе. Без этого никак нельзя было, потому что, когда система закрыта, она не развивается. Это подтверждают законы физики. Есть замкнутые системы, консервативные и открытые системы. В замкнутых системах энтропия максимизируется и ничего не происходит, то есть никакого творения, структуры, изменения. А вот если система открыта, в ней всегда происходит какая-то организация, самоорганизация. Это универсальный закон термодинамики. Поэтому организация жизни возникла вследствие того, что что-то появилось извне, и учёные считают это однозначным.
Развитие технологий способствует изучению жизни Вселенной
Технологии развиваются, исследователи могут видеть всё больше, лучше, но всё то же самое, за исключением огромного количества — порядка четырёх с половиной тысяч экзопланет, которые нашли сейчас учёные.
Возможна ли жизнь на экзопланетах?
При помощи спектрального анализа можно обнаружить среди экзопланет планеты с кислородом и с такими химическими соединениями, которые нам привычны.
Также при помощи современных средств можно изучить расстояние до объекта, активность звезды; посмотреть, существует ли магнитное поле на этой планете, и оценить, можем ли мы потенциально туда полететь, принадлежит ли эта планета к зоне обитаемости.
Параллельно есть такая идея в научных кругах — освоить лунную поверхность для того, чтобы роботы строили на ней космические ракеты, которые летали бы с Луны. Это даст гораздо больше возможностей освоения космоса и изучения жизни Вселенной разными космическими автономными аппаратами, так как им не придётся преодолевать притяжение Земли.
Сейчас спутники измеряют окружающую среду, частицы, которые есть вокруг (электроны, ионы, альфа-частицы), композицию частиц, а также электрическое и магнитное поле, радиоколебания. Есть ещё приборы, которые измеряют волны, их наличие, например, волны плотности или ленгмюровские волны.
На многих приборах имеется довольно большой арсенал инструментов. Телескоп кроме фотографий ведёт измерение в разных диапазонах, есть спектрограф, который смотрит на удалённый объект, измеряет его скорость, температуру, магнитное поле, проводит его диагностику. То есть всё что можно, всё, что человек умеет измерять, — измеряется.
Жизнь Вселенной всегда интересовала исследователей и продолжает волновать умы. С техническим прогрессом появляется всё больше возможностей и способов изучения. Великие открытия ещё ожидают человечество!
Беседа с Еленой Подладчиковой прошла в рамках международного исследовательского проекта «Калейдоскоп фактов». Приглашаем учёных, исследователей, блогеров к совместному поиску правды, которую скрывают от людей. Почта движения «АЛЛАТРА»: [email protected]