На пути к открытию механизмов магнитных суббурь

2 Окт 2018

1 октября 2018 г. в Институте космических исследований РАН стартовала международная конференция «Турбулентность, токовые слои и пересоединение в космической и астрофизической плазме», посвященная 70-летию академика Льва Матвеевича Зеленого, научного руководителя Института космических исследований Российской академии наук, директора Института в 2002–2017 годах.

Современное понимание физики космической плазмы в контексте развития этой области науки — так можно определить общий характер выступлений первого дня. О своих работах рассказал и «виновник торжества» академик Лев Зелёный.

Своё выступление Лев Матвеевич назвал «Годы побед и поражений», но, пожалуй, речь шла в первую очередь о процессе научного поиска. Он начался ещё с учёбы в Московском физтехе, о котором Лев Матвеевич рассказывал очень тепло, продолжился на «физтеховской» кафедре космической физики, базовой кафедре ИКИ, открывшейся всего через несколько лет после появления самого Института, и продолжается сейчас.

Основное внимание академик Зелёный уделил загадке появления суббурь — возмущений геомагнитного поля Земли, которые рождаются в результате разрыва в хвосте магнитосферы. Впрочем, хотя источник появления суббурь понятен, механизм их возбуждения до сих пор остаётся предметом исследований.

Лев Матвеевич Зелёный. 1 октября 2018 г. (с) ИКИ РАН, С.Виноградова
Лев Матвеевич Зелёный. 1 октября 2018 г. (с) ИКИ РАН, С.Виноградова

В совместной работе со своим научным руководителем А.А. Галеевым Л.М. Зелёный показал, что важную роль играют так называемые метастабильные состояния, при которых энергия может накапливаться в хвосте и потом уже высвобождаться в ходе суббури. Продолжением этих работ стало развитие теории тонких токовых слоёв в хвосте магнитосферы Земли. Они появляются в результате взаимодействия магнитосферы с солнечным ветром. Если в 1970-х годах считалось, что хвост магнитосферы — это, по сути, один «толстый» токовый слой, то постепенно стало понятно, что это не соответствует истинному положению: скорее, внутри такого слоя существуют «вложенный» тонкий слой, и именно он во многом определяют динамику хвоста и процесс пересоединения. Развитие теории тонких токовых слоёв было обобщено в обзоре, опубликованном в «Успехах физических наук» в конце 2016 г.

Эти исследования в какой-то момент потребовали от Льва Матвеевича перехода от чисто теоретических к экспериментальным работам: он вспомнил, как его руководитель Альберт Галеев переключил его на работу с проектом ИНТЕРБОЛ. Международный научный проект ИНТЕРБОЛ (реализованный в 1995–2001 гг.) включал две пары космических аппаратов «спутник — субспутник», работавших в авроральной и хвостовой областях магнитосферы Земли. В проекте участвовало 18 стран, ИКИ РАН был головной организацией по проекту, научным руководителем — А.А. Галеев, научным координатором — Л.М. Зеленый. Проект дал очень много для понимания структуры магнитосферы и в особенности процесса пересоединения. Эти исследования продолжаются, уже на более мелких масштабах, с помощью аппаратов многоспутниковых проекта CLUSTER (ЕКА) и MMS (НАСА).

Пленарное заседание завершилось неформальной «сессией» поздравлений: с юбилеем Льва Матвеевича поздравили друзья и коллеги из многочисленных институтов и ракетно-космических организаций, России и других стран, «вживую» и виртуально. Отвечая на поздравления, Лев Матвеевич признался, что следующая тема, которой он хотел бы заняться, — космогония, происхождение планетных систем. Он рассказал о том, как после трагедии «Фобоса-Грунта» глава Федерального космического агентства Владимир Поповкин помог российским ученым войти в проект «ЭкзоМарс», который сегодня успешно реализуется как совместный российско-европейский проект. И пошутил, вспомнив, как после одного из теоретических докладов услышал такой отзыв от коллеги-экспериментатора: «Это прекрасная теория, но я сейчас покажу Вам отвратительные экспериментальные данные, которые её полностью разрушают».

Конференция «Турбулентность, токовые слои и пересоединение в космической и астрофизической плазме» продлится до 3 октября, она включает несколько сессий, где будут обсуждаться фундаментальные вопросы физики магнитогидродинамической турбулентности, плазменных токовых слоев и магнитного пересоединения в космической и астрофизической плазме, новые результаты и современные подходы к широкому классу проблем космической физики и астрофизики, в основе которых лежат эти явления.

Дополнительная информация: