КОРПУСКУЛЯРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА

Нам остается рассмотреть еще одно выражение солнечной активности — испускание корпускулярных потоков, в первую очередь космических лучей, во время солнечных вспышек.

Как известно, к поверхности Земли космические лучи приходят одинаково со всех направлений (изотропное излучение). Фактически мы наблюдаем не первичные космические частицы, а вторичное излучение, получающееся при столкновении частиц с ядрами атомов, составляющих земную атмосферу. Первичное космическое излучение состоит из частиц, движущихся со скоростями, очень близкими к скорости света, и потому обладающими колоссальными энергиями до . Оно тоже практически изотропно. Но в первичном излучении у его сравнительно мягкой составляющей некоторая часть приходит со стороны Солнца. Сейчас это легко устанавливается с помощью счетчиков космических частиц, помещаемых на высотных аэростатах и искусственных спутниках Земли. Но еще в 1942 г. было замечено резкое увеличение интенсивности потока космических лучей у поверхности Земли во время мощной вспышки 28 февраля. Такое же явление наблюдалось впоследствии несколько раз. Особенно хорошо изучены потоки космических частиц, связанные с хромосферными вспышками на Солнце 23 февраля 1956 г., 12 мая 1959 г. и 12 ноября 1960 г., которые были вспышками высшего балла (3+).

Заряженные частицы встречают противодействие со стороны магнитного поля Земли. Не реагируют на магнитное поле Земли только нейтроны. Мезоны, протоны и более тяжелые ядра до известной степени отсортировываются. Так, например, если частица достигает верхней атмосферы Земли в области экватора, ее энергия должна быть не меньше . Наоборот, счетчики, установленные на высоко летающих аппаратах, позволяют наблюдать более мягкие лучи, с энергией в и ниже, как, например, при вспышке 12—13 мая 1959 г.

Как мы видели, источники всплесков III типа распространяются со скоростями от 20 до 80 % скорости света, а всплесков II и IV типов значительно медленнее — 1000—2000 км/с, т. е. с запаздыванием против оптических явлений порядка одних-двух суток.

Во время вспышек возрастание потока частиц бывает очень большим: для нейтронов — до 6-кратного по отношению к среднему уровню, для мезонов — до раза, а для протонов — в 1000 раз (13 мая 1959 г.). Вспышка 23 февраля 1956 г. началась на Солнце в всемирного времени, довольно близко от края на площади свыше доли видимой полусферы, и наблюдалась до (еще не конец вспышки). Возмущения в земной ионосфере начались на дневной стороне Земли в период от до начались радиовсплески на всех частотах от 19 до 10 000 МГц, причем в сантиметровом и дециметровом диапазонах они достигли небывалой силы. Первые космические частицы достигли Земли (ночной стороны) в , и сразу же интенсивность космических лучей возросла очень резко (что, между прочим, указывает на отсутствие рассеивающего магнитного поля между Землей и Солнцем с напряженностью выше .

Запаздывание начала ливня космических лучей сравнительно с началом вспышки в разных случаях составляет от 0,2 до 2,5 часа и лишь изредка затягивается дольше. Между тем скорость протонов с энергией настолько близка к скорости света, что запаздывание корпускулярных явлений против оптических не может быть большим (усложнение траекторий частиц большой энергии в слабом межпланетном магнитном поле не может быть значительным; см., впрочем, рис. 54). Приходится поэтому заключить, что зарождение космических частиц высокой энергии происходит в горячих корональных областях под воздействием начавшегося от вспышки постепенно нарастающего механизма. Во время жесткой фазы мощных вспышек наблюдается непрерывное и линейчатое -излучение, характерное для термоядерных реакций.