Теоретическая физика, физика плазмы, космическая физика, физика верхней атмосферы, геомагнетизм, метеорология, климатология, геотектоника – совокупность всех этих наук и составляет «солнечно-земную физику», в круг интереса которой входят все происходящие на Солнце явления и процессы и воздействие Солнца на околоземное космическое пространство и саму нашу планету. В этой статье мы расскажем об истоках Института солнечно-земной физики в Иркутске – а относятся они, подумать только, к 19 веку!
В XVIII-XIX веках были начаты систематические наблюдения за явлениями и процессами на Солнце, состоянием магнитного поля, атмосферным электричеством, сейсмическими процессами. За столетие было получено много наблюдательного материала на глобальной сети обсерваторий по многим дисциплинам СЗФ, что позволило научному сообществу уже в конце 19 столетия выполнить комплексный анализ этих материалов и сделать ряд выводов, имеющих исключительно важное, фундаментальное значение.
Если в 1868 году на территории Российской империи было всего 30 метеорологических станций, то к 1895 году их стало около тысячи. Во многом этому способствовал работавший в России швейцарский физик и метеоролог Генрих фон Вильд (1833-1902), который занимался расширением и преобразованием находящейся в ведении Главной Николаевской физической обсерватории (Санкт-Петербург) метеорологической сети в стране. Будучи на посту директора этой обсерватории, «Генрих Иванович», как его называли, в 1882 году инициировал создание магнитно-метеорологической обсерватории в Иркутске. Она открылась 1 ноября 1886 года.
Главной задачей Иркутской магнитной обсерватории стало обеспечение непрерывной регистрации характеристик магнитного поля Земля. В 1894 году руководство обсерваторией было возложено на активного члена Восточно-Сибирского отдела Русского географического общества Эдуарда Васильевича Штеллинга.
В 1907 году аэрологические наблюдения в Иркутске начал Аркадий Викторович Вознесенский. По этим данным он выпустил первую свою научную работу «Магнитные наблюдения на озере Байкал» — впоследствии она стала главой книги «Лоция и физико-географический очерк озера Байкал». Вознесенский принял обязанности руководства обсерваторией у Штеллинга «накануне» знаменитого 1908 года, когда впервые в истории геомагнитных наблюдений был зафиксирован эффект падения метеорита в возмущениях магнитного поля Земли.
Тунгусский метеорит зафиксировали именно приборы Иркутской магнитной обсерватории – причем некоторое время сотрудники полагали, что приборы просто, как это теперь называется, «глючат»! Научный труд о падении Тунгусского метеорита, прославивший Вознесенского, он напишет только в 1925 году – уже когда уедет из Иркутска. Причем, по его непопулярной версии, в верховьях реки Хатанги состоялось падение нескольких космических тел, а вовсе не одного (статья «Хатангский метеорит 30 июня 1908 г. и отметка его падения приборами в Иркутске» в журнале «Природа» за 1925 год, № 4/6). Горожане навсегда запомнили его за первые запуски воздушного шара – разумеется, с научной целью: для исследования температуры воздуха, высоты слоя облаков и насыщенности парами.
Следующим директором обсерватории стал прадед известного советского композитора Дмитрия Шостаковича Владимир Болеславович Шостакович. Магнитно-метеорологическая станция стала напрямую касаться проблем планетарного характера. Исследования явлений в околоземном космическом пространстве требовали организации широкой географической кооперации. Необходимо было в кратчайший срок решить практические задачи, имеющие большое народнохозяйственное значение.
В 1960 году на базе старейшей магнитной обсерватории был создан Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Сибирского отделения АН СССР. Его основные научные направления были определены так: изучение земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн, солнечной активности и связанных с ней явлений на территории Сибири и Дальнего Востока. В качестве прикладных задач ставилось выполнение научно-исследовательских работ службы Солнца, контроль за состоянием ионосферы и геомагнитного поля Земли, регистрация космических лучей. Кроме того, Институт был обязан передавать данные наблюдений в прогностические центры страны и для международного обмена. В 1992 году научно-исследовательское учреждение было переименовано в Институт солнечно-земной физики. В настоящее время институт – один из 11 НИИ в академгородке Иркутска — продолжает свою научную деятельность в области исследования магнитосферы, электромагнитного поля Земли, ионосферы, верхней атмосферы, ионосферного распространения радиоволн.
Основной задачей научного Института является контроль над возникновением и развитием возмущений околоземной среды, начиная от зарождения возмущающего фактора на Солнце, распространения его через межпланетную среду вплоть до отклика атмосферы высоких и средних широт. Большое внимание уделяется методам моделирования изучаемых явлений, созданию новых приборов и инструментов, без которых невозможно исследование солнечно-земных связей.
В 2010 году при институте был создан Музей солнечно-земной физики. В нем, например, можно увидеть контактные часы для проставления меток на самописцах-магнитограммах, которые «снимали» состояние ионосферы. Вторым редчайшим экспонатом музея является ртутный барометр, устроенный по принципу сообщающихся сосудов. Сделаны оба прибора были немцами. Вот такое значение имели европейцы – включая Генриха Вильда – для развития солнечно-земной физики аж в самой Сибири! Отметим, что Вильд с 1879 года вплоть до своей смерти являлся президентом Международного метеорологического комитета — целых 17 лет.
Современная солнечно-земная физика в Иркутске располагает таким мощным инструментом, как крупнейший Сибирский солнечный радиотелескоп. Строить его начали в 1974 году, а ввели в эксплуатацию спустя десятилетие: в 1984-м. Расположена уникальная установка за 220 км от Иркутска на территории радиоастрофизической обсерватории «Бадары», принадлежащей Институту солнечно-земной физики.
Радиотелескоп представляет собой крестообразный радиоинтерферометр, состоящий из двух линий параболических антенн по 128 в каждом луче, ориентированных в направлениях восток-запад и север-юг. Антенны имеют диаметр 2,5 м и установлены на равном расстоянии в 4,9 м друг от друга. На момент создания ССРТ он не имел мировых аналогов, так как считалось, что получение изображения Солнца с 256 антенн — трудноразрешимая задача. Авторский коллектив создателей телескопа был удостоен правительственной премии в области науки и техники за 1996 год. Радиотелескоп предназначен для изучения солнечной атмосферы в микроволновом диапазоне (5,7 ГГц) в интенсивности и круговой поляризации. Проводимые наблюдения дают важную информацию как о солнечных активных областях, происходящих в них вспышечных явлениях, выбросах корональной массы, так и сведения о «спокойных» объектах на Солнце, таких как корональные дыры, яркие корональные точки, волокна.
Читайте также: «Женщина и Солнце. Наталья Геннадьевна Щукина – главная по Солнцу в Украине»