Пусть всегда будет Солнце!

С 4 по 10 октября отмечалась Всемирная неделя космоса. В связи с этим мы предложили нашим читателям задать вопросы сотрудникам Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца. Она входит в состав Физического института Академии наук (ФИАН). Образована в конце 70-х годов с целью исследования Солнца и сейчас является одним из ведущих российских центров изучения солнечной активности. Сегодня мы публикуем ответы на вопросы.

- Слышал такое выражение: «В Северодвинске дикое солнце». Якобы над нами какая-то «дырка» в атмосфере, солнце очень активное. Радиационный фон официально нормальный, но загорать у нас не советуют. Так ли это? Есть ли вообще на Земле такие опасные места, где надо избегать загара и поменьше бывать на солнце?

- В северных географических широтах озоновый слой тоньше, чем вблизи экватора. Озоновый слой поглощает ультрафиолет, который вреден для кожи человека. Поэтому в Северодвинске излишний загар действительно будет более вреден, чем на юге. Вообще излишний загар вреден в любой точке Земли, не только при приближении к высоким широтам. Но совсем прятаться от солнца тоже нельзя: организм перестанет вырабатывать витамин D и человек впадёт в тоску и уныние.

- Полярные сияния мне приходилось не однажды наблюдать в арктической зоне, то есть за Полярным кругом. Они были тем интенсивнее, чем в более северные широты поднимался наш корабль. Последние годы довольно яркие северные сияния наблюдаются уже и в местностях по эту, южную, сторону Полярного круга. Например, у нас в Северодвинске или же в Петрозаводске. С чем это может быть связано? Есть ли какая-то взаимосвязь между этим явлением и проблемой глобального потепления в Арктике, о которой последнее время очень много стали говорить?

- Уважаемый Олег Борисович! Считается, что географические особенности северных сияний определяются по большей части двумя факторами: строением магнитного поля Земли и величиной потока ионизованных частиц, идущего от Солнца (так называемый солнечный ветер). Здесь следует отметить, что перестройка земного магнитного поля происходит на протяжении длительного промежутка времени (несколько сотен тысяч лет), вследствие чего первый фактор не способен привести к короткопериодическому изменению географии полярных сияний. А вот поток солнечного ветра зависит от текущего уровня солнечной активности, который, как известно, изменяется циклически с периодом 11 лет.

В периоды максимума активности география северных сияний действительно смещается в сторону более низких широт. Известны случаи, когда после сильных солнечных вспышек северные сияния наблюдались на широте Москвы и ниже. Помимо этого, яркость и цвет северных сияний в том или ином месте зависят от локального химического состава атмосферы и погодных условий.

В принципе, глобальные изменения климата могут влиять на указанные факторы. Однако, насколько мне известно, взаимосвязь между глобальным потеплением и полярными сияниями не была достоверно установлена.

- В последние годы новости из российской космической отрасли – это почти на сто процентов административная или уголовная хроника. Если говорят об открытиях и достижениях, то всё об американских. А нам, россиянам, есть чем похвалиться, помимо того, что мы получили в наследство от СССР? Есть ли у нас какие-нибудь значительные открытия?

- Андрей, здравствуйте. В этом вопросе, безусловно, сколько людей, столько и мнений. Конечно, и сейчас можно найти людей, которые будут доказывать, что мы по-прежнему впереди всей планеты (особенно, наверное, их много среди политиков), но, на мой взгляд, это не так. Мы, к сожалению, сейчас довольно сильно отстаём, причём не только от США и Европы, но уже и от Японии.

Процесс выздоровления, как всегда в случае тяжёлой болезни, сложный, но он идёт. Идёт он не сверху (на мой взгляд, все громкие заявления, что Россия в ближайшие годы освоит Луну, а то и Марс, только мешают делу), а снизу. Есть точечные сильные коллективы, есть центры роста, пусть пока и не очень заметные снаружи. Я думаю, пусть не сразу, но в конечном счёте всё у нас будет хорошо.

Из значительных научных открытий как пример: в космосе сейчас летает космическая обсерватория «Радиоастрон». Она полностью сделана в РФ, запущена относительно недавно, в 2011 году. На мой взгляд, это, без каких-либо натяжек, очень сильный проект, заметно продвинувший радиоастрономию. С годами, я надеюсь, таких примеров будет больше.

- Как влияют белые ночи и тёмная зима на здоровье северян? Есть ли какие-то новые исследования на эту тему?

- Белые ночи – это поэтическое выражение родом из Санкт-Петербурга. А за Полярным кругом каждый год летом наступает полярный день, когда солнце даже ночью не заходит за горизонт; каждой зимой же наступает полярная ночь, когда никто не видит солнца много дней подряд – потому что оно не поднимается выше горизонта. Во время полярного дня может быть только одна проблема – уснуть, когда на улице светло. Но эта проблема легко решается при помощи плотных штор на окнах.

А вот полярная ночь несёт в себе серьёзную опасность для здоровья человека. В основном эта опасность касается недостатка витамина D, выработка которого стимулируется солнечным ультрафиолетом (это как раз то, для чего люди загорают). Недостаток витаминов влечёт за собой снижение иммунитета, повышение чувствительности к погоде и обострение хронических заболеваний. Кроме того, длительное отсутствие солнечного света ведёт к повышенной чувствительности к искусственным источникам света, что может повлечь ухудшение зрения, например от длительной работы за компьютером. На это всё часто накладывается депрессивное состояние, возникающее также от отсутствия естественного света.

Конечно, исследования на эту тему продолжаются и сейчас, но рекомендации по поддержанию здоровья в условиях полярной ночи остаются прежними: нужно принимать витаминные комплексы, соблюдать режим дня и ночи (то есть высыпаться), заниматься спортом, поддерживать яркое освещение рабочего места. Рекомендуется принимать ультрафиолетовые ванны согласно инструкции (можно ходить в солярии, а можно использовать кварцевую лампу у себя дома), а также ограничивать время, проводимое ежедневно у экранов компьютерных мониторов и телевизоров. Что касается еды, нужно всегда стараться принимать в пищу побольше овощей, ягод и фруктов.

- Влияют ли всё-таки магнитные бури на здоровье и самочувствие людей?

- Нина Николаевна, влияние на здоровье и в целом ощущения людей очень трудно перевести на язык физики – как-то измерить или описать формулами. По этой причине данный раздел знаний развивается пока очень медленно.

Безусловно, есть метеочувствительные люди, которые реагируют на изменения окружающей их среды – скачки температуры, перепады атмосферного давления. В этом смысле магнитные бури – такое же изменение среды, и не исключено, что человек с соответствующей склонностью будет их чувствовать. При этом важно понимать простую вещь – так же как и метеоизменения, магнитные бури не могут создать никаких новых болезней. Они могут лишь повлиять на общее самочувствие человека. В этом смысле уберечься от них очень просто. Если вы считаете себя метеочувствительным человеком, надо лишь в дни магнитных бурь ещё более бережно относиться к своему здоровью, чем обычно. Как правило, магнитные бури редко длятся больше нескольких часов, и по окончании этого периода самочувствие вернётся в норму.

- Как задолго можно предсказать магнитную бурю? На сайте лаборатории я смотрю прогноз бурь. Нередко бывают такие ситуации: магнитная буря предсказана за несколько дней – и вдруг её «отменяют». Или наоборот: ничто не предвещало никакой бури, а она внезапно обрушивается…

- Космическая погода очень молодая наука, и ошибки пока действительно случаются. Надо не забывать, что и обычная метеорология далеко не сразу достигла современного уровня. В частности, Роберт Фицрой, который считается её основоположником, покончил с собой, как часто полагают, из-за массовых обвинений в шарлатанстве и ошибках. И только потом специально созданная комиссия доказала, что человек честно потратил свою жизнь на разработку научных методов прогноза.

Тем не менее космическая метеорология развивается очень быстро, и даже за последние пять лет точность прогноза магнитных бурь и вспышек на Солнце заметно повысилась. Для того же чтобы точность космической погоды окончательно сравнялась с обычной, потребуется, по моим оценкам, ещё лет 10-15.

- Нужно ли возвращать астрономию в школы? Как рассказывать детям об астрономии? Какие книжки читать?

- На мой взгляд, возвращать астрономию в школы надо обязательно. Еще Иммануил Кант заметил, что его поражают две вещи: звёздное небо над нами и моральный закон внутри. Нельзя не изучать то, что действительно волнует человека. Кроме того, законы космоса имеют прямую связь с теми физическими законами, которые изучаются в рамках школьной программы. Понимание единства этих законов на разных уровнях – от микро до макро - позволит расширить понимание устройства мира.

А рассказывать детям об астрономии, наверное, надо так же, как и про остальные науки – вначале через игры и общение, затем через совместное чтение, затем уже через самостоятельное. Попробуйте вначале найти в Интернете интересные факты про яркие объекты на ночном небе – Луну, Венеру, Марс, звёзды и созвездия, найдите их вместе с ребёнком на небе, расскажите про них какие-нибудь сказки или легенды, ведь почти всё небо является иллюстрациями к сказочным персонажам. Если вы при этом будете пользоваться ещё и хотя бы простеньким биноклем, то это, скорее всего, усилит впечатление. Если ребёнок увлекается гаджетами, установите игровые обучающие программы с астрономическим уклоном, их сейчас довольно много.

Если говорить про книги, то есть детские энциклопедии, в том числе по астрономии и изучению космоса. Есть классическая детская литература, которая имеет то или иное отношение к астрономии – «Незнайка на Луне» Носова, «Путешествие Алисы» Булычёва, потом – Быков, Лем, Стругацкие.

- Как выглядит Солнце с других планет, например с Меркурия?

- Думаю, первое отличие, которое вы заметите, оказавшись на другой планете, – это изменение видимого размера Солнца вследствие разной удаленности планет. Орбита Меркурия, например, подходит к Солнцу в три раза ближе, чем орбита Земли. Следовательно, будет казаться, что Солнце в три раза больше. Изменится также и яркость Солнца. Здесь будет иметь место «Закон обратных квадратов», то есть на Меркурии Солнце будет казаться в девять раз более ярким. Интересно, что на разных планетах (в зависимости от плотности и состава атмосферы) солнечный диск будет иметь разный цвет. В Интернете можно найти очень красивые фотографии заката на Марсе, заснятые марсоходом «Кьюриосити». Голубоватый оттенок Солнца объясняется рассеянием света на мелких частицах пыли в атмосфере Марса.

- А сколько лучиков у солнышка?

- У нашего Солнца очень много лучиков – их называют фотонами. Это маленькие частицы, которые испускают и Солнце, и обычные лампочки у нас дома. Похож даже принцип – очень сильно разогретое тело начинает светиться. Только у лампочек это тонкая металлическая нить, а на Солнце огромный объём раскаленного газа – плазмы. Чтобы получить столько же фотонов, сколько испускает Солнце каждую секунду, нужно взять примерно 10^24 (триллион триллионов) обычных комнатных лампочек по 60 Вт. Всего же наша звезда дарит больше 10^44 лучиков каждую секунду. Для такого огромного числа (десять с сорока четырьмя нулями) пока даже нет названия.

- «Солнце на это лето превратилось в идеальную звезду» - это заголовок одной из новостей на сайте лаборатории. «Солнечная активность этим летом упала до нуля», - говорится в информации. По жаркому лету, которое стояло у нас в области, этого не скажешь. Да и в других регионах природных катаклизмов хватало... Или земное и космическое представление об идеальности Солнца не совпадают?

- Солнце играет очень важную роль в жизни человека, но всё же обвинять его во всём, что происходит на Земле, неправильно. В частности, обычная погода, температура, атмосферное давление определяются в основном движениями воздушных масс самой Земли. И хотя Солнце как источник нагрева атмосферы тоже на это влияет, это влияние более глобальное – оно, скорее, направлено на целые исторические эпохи, а не на отдельное жаркое лето. Можно сказать, что Солнце влияет на климат, а не на погоду.

Есть, однако, аспекты погоды, где роль Солнца доминирует. Это магнитные бури, полярные сияния, состояние верхней атмосферы, уровень ультрафиолетового излучения, влияющего на загар. И если брать эти аспекты, то Солнце этим летом было, а также, по прогнозу, возможно, и весь следующий год будет очень приятным соседом. 

Подготовила Елена НИКОЛИХИНА

Благодарим коллектив Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца и лично Сергея Богачёва за отклик на предложение пообщаться с нашими читателями и за ответы на вопросы. Это было интересно!