Файл: Печенюк И.Л. Из глубин Вселенной.pdf

Вспомним еще раз о магнитном поле Земли. Магнитное поле образует преграду на пути час­ тиц, обладающих электрическим зарядом. Сквозь него к поверхности Земли могут про­ биться лишь частицы с очень большой энер­ гией — свыше 10 миллиардов электроновольт. Остальные частицы (а их подавляющее боль­ шинство), откуда бы они ни прибыли, будут увлечены в сторону, станут двигаться по при­ чудливо искривлённым траекториям.

Движение их будет направлено вдоль сило­ вых линий магнитного поля. Частицы как бы навиваются на них, словно спирали. Двигаясь с огромной скоростью, близкой к скорости све­ та, не встречая в безвоздушном пространстве почти никакого сопротивления, они штопором ввинчиваются в газовую оболочку Земли. Без торможения проходят они большие расстояния вдоль силовых линий, постепенно приближаясь к нижним слоям атмосферы Земли. Но боль­ шинство частиц в эти слои не попадает. Ведь линии магнитных сил сходятся к полярным об­ ластям, к земным магнитным полюсам. Здесь число линий сгущается и образуется своеобраз­ ная «магнитная пробка». Частицы отражаются от нее, словно световой луч от зеркала, и несут­ ся уже в противоположном направлении, к дру­ гому полюсу. Так, по силовым линиям поля они могут странствовать очень долго, перекочевывая

45

из северного полушария в южное и обратно, Здесь, в безвоздушном пространстве, каждая из частиц затрачивает при своем движении весьма мало энергии — менее 0,01 электроновольта. Частица, обладавшая первоначальной энергией в 1 миллион электроновольт, в состоянии будет совершить 100 миллионов перемещений между двумя «магнитными зеркалами» — полюсами Земли. Одна частичка способна за минуту «про­ бежать» почти 10 миллионов километров вдоль силовых линий, побывать во множестве точек одного и другого полушария. Поистине, везде­ сущая частичка!

Создается, таким образом, своеобразная ло­ вушка, которая пополняется прибывающими из космоса частицами. И хотя в ловушке частиц сравнительно немного (в каждом сантиметровом кубике пространства примерно по одной), там создается высокая плотность излучения, нака­ пливается значительная энергия.

Пополнялись материалы исследований, сопо­ ставлялись наблюдения, и постепенно станови­ лось ясно, что зона сосредоточения вновь откры­ того излучения раскинулась на огромные рас­ стояния от Земли и не так уж проста по своему строению.

На ракетах, стартовавших в сторону Луны, было установлено уже несколько сцинтилляционных счетчиков, которые регистрировали частицы

46

с различными энергиями. Ракеты удалялись от Земли на десятки тысяч километров, и приборы отмечали непрерывное возрастание интенсивно­ сти излучения. Наибольшего значения иониза­ ция достигала примерно в 20 тысячах километ­ ров от Земли. Здесь она в сотни раз превышала все известные ранее величины интенсивности космических лучей.

Ракеты уходили еще дальше в мировое про­ странство, и ионизация постепенно уменьшалась.

Но, как это часто бывает в науке, по мере углубления в проблему, загадки, возникающие перед учеными, становились все сложнее и запу­ таннее.

Когда показания приборов были расшифро­ ваны более детально, когда сравнили данные ра­ боты многих спутников и ракет, выяснилось, что насыщенная частицами околоземная зона неоднородна. Эта, на первый взгляд, незначи­ тельная особенность разрушила гипотезы неко­ торых видных физиков. Известный уже нам уче­ ный Ван-Аллен, основываясь на материалах полетов первых американских спутников, пред­ полагал, что интенсивность излучения просто растет с высотой. Его аргументы казались мно­ гим достаточно убедительными: чем выше заби­ рались. приборы, установленные на американ­ ских спутниках, тем сильней оказывалось дей­ ствие и|злучения,

48

Мощные советские ракеты помогли ученым поднять приборы на гораздо большую высоту. Систематическая настойчивая работа коллекти­ ва советских ученых под руководством С. Н. Вернова и А. Е. Чудакова позволила устано­ вить, что околоземная зона радиации, точнее — наиболее изученная ее область, состоит из двух частей — поясов. Словно ожерелья, обнимают они по экватору земной шар. Огромные ожере­ лья как бы вложены одно в другое. По распо­ ложению этих двух поясов ученые дали им на­ звание внутреннего и внешнего. Внутренний пояс тянется вдоль экватора, и от земной по­ верхности его отделяет каких-нибудь 500—600 километров. Когда спутники попадали в область внутреннего пояса, то находящиеся здесь час­ тицы оказывались настолько активными, что создавали в приборах искусственные радиоак­ тивные вещества. А ведь для того, чтоб вызы­ вать такие явления, частицы должны обладать энергией не менее 100 миллионов электроновольт.

Радиация здесь так сильна, что представ­ ляет опасность для всего живого, значительно превышая предельную дозу для любого суще­ ства.

Второй, внешний пояс гораздо больше по размерам, чем внутренний, и отходит от поверх­ ности Земли намного дальше. Над районом эк-

49

ватора нижняя граница его находится на рас­ стоянии более 10 тысяч километров. Лишь на больших широтах — в полярных областях он подходит своими отрогами к земной поверхности на расстояние 200—300 километров.

Но представить себе со стороны эту зону гораздо легче, чем ответить на вопрос, как она возникла, каким образом «застряли» в этой ло­ вушке невидимые частицы.

Интересную, оригинальную гипотезу выдви­ нули С. Н. Верное, А. И. Лебединский и А. Е. Чудаков. Они предположили, что части­ цы, находящиеся в зоне повышенной радиации, прибывают сюда из атмосферы Земли. Под дей­ ствием космических лучей в верхних слоях ат­ мосферы происходит разрушение атомных ядер. Одним из продуктов этого разрушения является нейтрон — частичка атомного ядра, которая не обладает электрическим зарядом. Именно пото­ му, что эта частичка нейтральна, она может беспрепятственно проходить сквозь магнитное поле Земли. Прошла — и очутилась в магнит­ ной «западне»! Ибо нейтрон — частица весьма неустойчивая, недолговечная: «живет» он всего 1000 секунд. Нейтрон самопроизвольно распа­ дается на простейшие частицы — протон, элек­ трон и нейтрино, причем протон и электрон — частицы, электрически заряженные, и если рас­ пад произошел в пределах магнитной «ловуш-

50

СОЛНЦЕ И РАДИАЦИЯ

Пояса радиации играют важную роль в жиз­ ни нашей планеты. Радиационная зона пред-' ставляет собой огромный резервуар заряженных частиц, расположенный между Солнцем и Зем­ лей. А известно, что Солнце, которое посылает на Землю свет и тепло, обладает весьма неспо­ койным характером. Довольно часто на Солнце возникают колоссальной силы взрывы. Астро­ номы наблюдают их в виде ярких вспышек, тем­ ных пятен. Явления эти происходят примерно раз в месяц, и тогда Солнце испускает в огром­ ном количестве заряженные частицы. В такие моменты, под влиянием потоков частиц, прихо­ дящих от Солнца, внешний радиационный пояс начинает «дышать», граница его в полярных областях опускается, зона радиации проникает в атмосферу. Вот тогда-то и можно наблюдать полярные сияния, тогда-то и возникают магнит­ ные бури,сильные радиопомехи.

53

Так, например, бурная вспышка, которая произошла на Солнце в феврале 1956 года, тут же дала о себе знать на Землю: замолкло боль­ шинство радиостанций в Азии, Африке и Евро­ пе, прекратилась телеграфная и телефонная связь. Целых сорок минут бушевал эфир! Пото­ ки солнечной радиации взбудоражили атмо­ сферу, на Землю внезапно обрушились грозы и ураганы, над тропиками появилось совершенно необычное для этих мест явление — полярные сияния. В затруднении оказались моряки и лет­ чики — все компасы и магнитные приборы вы­ шли из строя; как заводные, вертелись стрел­ ки. Некоторые врачи утверждают, что буря на Солнце повлияла даже на состав крови чело­ века. Можно представить, что же творилось в эти минуты в космосе!

Невидимые космические излучения как бы «просвечивают» вселенную. Так лучи рент­ геновского аппарата пронизывают насквозь че­ ловеческое тело, и на экране появляются тени — очертания непрозрачных для этих лучей суста­ вов, ребер, становятся видны изменения в тка­ нях тела. Примерно так же ведут себя и косми­ ческие лучи. Если на их пути попадается маг­ нитное поле или встретится корпускулярный поток, то космические частицы замедлят свое движение, их интенсивность уменьшится, они могут уйти в сторону. Так, в периоды солнечных

54

вспышек на нашу планету поступает несколько меньше излучений из космоса. Исследование этих излучений помогает, например, определить мощность и направление солнечного корпуску­ лярного потока, уточнить силу взрыва.

Но вернемся к радиационным поясам. Влия­ ние их сказывается во многом. Возможно, они воздействуют и на развитие земных организ­ мов, на жизнедеятельность человека.

По всей вероятности, радиационные пояса препятствовали проникновению жизни из кос­ моса на нашу планету.

Но нам, постоянно живущим на Земле, не­ зачем опасаться вреднего действия космической радиации. Примерная доза космического облу­ чения на уровне моря составляет всего лишь 0,0004 рентгена в день. Это значительно меньше наиболее допустимой безвредной дозы 0,05 рент­ гена в день.

От воздействия первичного космического излучения наша планета надежно защищена: со всех сторон ее плотно облегает слой атмосферы. Многими тысячами километров атмосферного вещества отделена Земля от коварного космо­ са. А недавно при помощи геодезических ракет была обнаружена еще одна защитная «полоса».

55