Ученые Института космофизики рассказали о своих исследованиях ко Всемирному дню космонавтики
Ровно 63 года назад советский космонавт Юрий Гагарин совершил первый полет человека в космос. Якутия также была причастна к этому событию и продолжает вносить свой вклад в изучение космоса и развитие космических технологий. Об исследованиях и последних результатах работы ЯСИА рассказали ученые Института космофизических исследований и аэрономии СО РАН.
В лаборатории физики космических лучей института космофизики рассказали, что изучение космических лучей необходимо для расширения знаний в области ядерной физики, явлений, протекающих на Солнце и прогнозирования магнитных бурь.
«Космические лучи – это заряженные частицы больших энергий, приходящие к нам из космоса. Разгонять частицы до таких высоких энергий не может даже Большой адронный коллайдер, а природа поставляет нам их совершенно бесплатно. Их изучение интересно по нескольким направлениям. Во-первых, это ядерная физика. Изучая процессы, протекающие при взаимодействии космических лучей с атомами атмосферы, можно узнать много нового о микромире, например, элементарные частицы – мюоны были открыты именно при таких наблюдениях», – объяснил и. о. заведующего лабораторией, старший научный сотрудник Иван Петухов.
Во-вторых, по словам ученого, это фундаментальное изучение явлений, протекающих на Солнце и в гелиосфере: «Часть космических лучей рождается на Солнце, их так и называют – солнечные космические лучи. Хоть их энергия и не так велика, зато поток достаточно большой. Появляются они при вспышках на Солнце, когда жгуты магнитного поля на Солнце перекручиваясь «лопаются» и выделяется огромное количество энергии. При этом «взрыве» выбрасывается солнечное вещество, которое может со скоростью в сотни километров в секунду распространяться в межпланетном пространстве. Космические лучи несут с собой информацию о той среде, где были рождены, о процессах, которые при этом протекали».
В-третьих, изучение космических лучей имеет практическое значение. Хоть Земля довольно хорошо защищена от космического влияния своим магнитным полем и атмосферой, но мощные выбросы могут вызывать сильные магнитные бури, оказывая влияние на здоровье человека и технику, рассказал эксперт.
«Особенно опасны такие выбросы, для спутников и космонавтов. Космические лучи как бы сканируют выброс целиком и могут заранее дать понятие о времени прихода выброса и его структуре, будет ли он геоэффективен или не сможет вызвать значительную бурю. В этом направлении ведется работа по созданию прогноза космической погоды», – добавил Петухов.
Для сбора необходимых данных, ученые используют Якутский спектрограф космических лучей им. А. И. Кузьмина, расположенный на пятом км Покровского тракта в Якутске. Это целый комплекс приборов, который ведет постоянную регистрацию космических лучей с 1950-ых годов.
Самый старый прибор комплекса — это ионизационная камера АСК-1, которая работает с 1957 года. В 2019 году она была модернизирована и вернулась в строй.
Так же есть нейтронный монитор 24-NM-64, регистрирующий нейтроны, рождающиеся в атмосфере под воздействием лучей.
А мюонные телескопы спектрографа позволяют определить не только интенсивность космических лучей, но и направление откуда они приходят.
На полигоне используются телескопы на газоразрядных счетчиках. Они расположены на поверхности земли и на трех уровнях в подземной шахте. Это позволяет определять интенсивность космических лучей разных энергий и получить целый спектр.
«Сегодня изучение космических лучей особенно актуально, так как мы находимся в максимуме солнечной активности, когда магнитные бури происходят довольно часто. Прошлый цикл, который шел с 2009 по 2019 год, был аномален. Очень интересно узнать: был ли это случайный сбой 11-летней цикличности или какое-то глобальное изменение в процессах, протекающих на Солнце», — отметил ученый.
В лаборатории радиоизлучений ионосферы и магнитосферы Института космофизики, которой заведует ведущий научный сотрудник Владимир Козлов, изучают, как солнечные вспышки и магнитные бури сказываются на слоях атмосферы Земли, спутниках, наземной технике и здоровье людей. Как объяснил ученый, солнечная активность периодически нарастает и спадает.
«Сегодня мы подходим к максимуму солнечной активности, который бывает каждые 11 лет. Вся Земля и ее магнитосфера проходит через огромное магнитное облако. И мы наблюдаем множество мощных магнитных бурь, а маленькие магнитные бури происходят каждые три дня. Чаще всего бури бывают во время равноденствия весной и осенью», – рассказал Владимир Козлов.
Интенсивность магнитных бурь оценивается учеными в логарифмическом масштабе, то есть каждый новый шаг, измеряемый в коэффициенте Кр, в 10 раз сильнее предыдущего.
«Недавно в конце марта мы наблюдали очень сильную магнитную бурю мощностью Кр 8, которая длилась девять часов. Пожилые и метеочувствительные люди могут чувствовать сильные магнитные бури. За все время существования планеты всегда происходили магнитные бури, и поэтому наша планета и ее обитатели к ним адаптированы. Другое дело – сбой работы техники. Так, например, в марте 1989 года произошло Квебекское событие, когда на территории Канады исчезло электричество. Это была сильнейшая геомагнитная буря с начала космической эры с 1957 года. При экстремально мощных магнитных бурях (Кр 9) часть спутников могут повредиться и прийти в негодность», – рассказал собеседник.
По прогнозам ученых, в следующем году ожидается максимум активности магнитных бурь текущего цикла. Спад явления прогнозируется через два-три года.
Якутская комплексная установка ШАЛ находится возле села Октемцы и состоит из сети десятков станций, оснащённых специальными детекторами. Они находятся как на поверхности земли, так и на глубине до трех метров.
Установка регистрирует приходящие из космоса частицы сверхвысоких энергий – порядка 10 в 20-й степени вольт, которые в атмосфере Земли образуют широкие атмосферные ливни. Ученые института фиксируют количество таких частиц, изучают их траекторию, происхождение и химический состав.
Заведует лабораторией ШАЛ Института космофизических исследований и аэрономии СО РАН доктор физико-математических наук, заслуженный деятель науки республики Леонид Ксенофонтов.
«Наша установка работает больше пятидесяти лет, и за это время было получено много важных результатов мирового уровня. В частности, в последнее время результаты современных моделей ядерных взаимодействий начали подвергаться сомнению, но наши измерения показали, что они работают правильно. Этот результат был оперативно подтвержден исследователями из Японии и Германии. Результаты нашей установки вносят существенный вклад в физику космических лучей и в ядерную физику в целом», – рассказал Леонид Ксенофонтов.
По его словам, каждый день якутской установкой ШАЛ регистрируются более ста частиц различной мощности. С начала 2024 года зарегистрировано три частицы предельно высокой энергии.
В ближайшее время запланирована масштабная модернизация установки для более достоверного выделения космического гамма излучения сверхвысоких энергий.
Как якутские ученые регистрируют загадочные космические частицы сверхвысоких энергий, смотрите в видео ЯСИА здесь.
Читайте также:
Топ-5 фактов и событий, связывающих Якутию с космосом.
Космические исследования в Якутии.
Учившийся в Якутии российский космонавт Дмитрий Петелин 19 апреля выйдет в открытый космос.
Дело было возбуждено по результатам личного приема прокурора Среднеколымского района
Коллектив детского сада решил участвовать в программе поддержки местных инициатив
Выданные ранее свидетельства менять не придется, они сохраняют свою силу
Часть отключений запланирована на вторую половину дня
По итогам третьего квартала общая сумма кредитов на ИЖС, выданных Сбером с начала 2025 года,…
Пожар в многоквартирном деревянном доме произошел 6 ноября