Так кто же они?

Что-то тщательно перемешивает, рассеивает первичные космические лучи во Вселенной. Что же? Тут долгих гаданий не было. Довольно скоро восторжествовала точка зрения, что это «что-то» - магнитные поля космоса, Солнца, а сами первичные космические лучи -  это заряженные частицы.

Но в науке даже очевидные выводы нуждаются в проверке. Как это сделать? До дна атмосферного океана первичные лучи не доходят, а вторичные вроде бы ни о чем не говорят: ведь они одинаково выбиваются из атомов атмосферы и частицами; и гамма-квантами. А межпланетных станций, спутников тогда еще не было.

И тут снова на помощь пришла вариация космических лучей, на этот раз пространственная. Космические лучи не одинаково интенсивно бомбардируют разные широты Земли.

Еще в начале XX века норвежец Штермер предсказал так называемый широтный эффект.

Земля -  большой двухполюсный магнит. Его магнитное поле отклоняет заряженные частицы. Ближе к экватору частицам с трудом удается пробиться к поверхности Земли: здесь им трудно преодолеть сопротивление мощного пучка силовых линий земного магнита, барьером вставших на их пути. Ближе к полюсам магнитные силовые линии как бы «втыкаются» в Землю. И по ним, как по рельсам, частицы довольно легко приближаются к планете. Отсюда и закономерность, предсказанная Штермером: в район экватора могут пробиться «потомки» только редких, энергичных частицы. Уже в районе Москвы отбор в 7 раз менее строг. А около Мурманска частица с энергией в 150 раз меньшей, чем у экваториальной» частицы, может долететь до атмосферы и вызвать в ней ливень вторичных космических лучей.

Научные суда, десятки станций северного и южного полушарий, приборы на самолетах «ловили» этот эффект. И обнаружили его. Значит, действительно частицы. Но какие? Оказывается, и это можно было определить во времена, предшествовавшие космической эре. Заряженные частицы заворачиваются магнитным полем, причем так: положительные должны влетать в атмосферу в основном с запада, а отрицательные с востока.

Снова тщательные измерения на десятках станций. Результат: «ветер» космических лучей с запада явно, как говаривал великий кормчий, довлеет над «ветром» с востока (только, кажется, там было наоборот). Итак, первичные космические лучи имеют положительный заряд. Это ядра разных атомов; водорода (протоны), гелия, лития, кальция и т.д.

Уже в эру спутников выяснилось, что есть в космических лучах и отрицательные электроны, и (все-таки!) гамма-кванты. Но немного: один-два процента того и другого.

Каждые сутки, в 18 часов

Итак, еще в 30-е годы стало ясно, что в пространстве, окружающем земной глобус, движение частиц космических лучей скорее похоже на хаотичное броуновское движение молекул воздуха в запертой комнате, чем на мощный сквозняк из открытой балконной двери.

И все же слабые «сквозняки» -  не более процента от общего фона космического излучения - ученые надеялись зарегистрировать. Чувствительность приборов довольно медленно, но упорно подбиралась к этой величине. Вот-вот счетчики должны были поймать, наконец, долгожданные суточные вариации - бесспорные и многое говорящие о структуре окружающего Землю пространства.

Почему же ученые, невзирая на поражение гамма-квантовой теории космических лучей, ждали все-таки этих вариаций?

Снова представим себе Землю-глобус в наглухо запертой, без сквозняков, комнате. Порассуждаем.

Наш глобус не стоит на месте. Он мчится по кругу, по гаревой дорожке своей орбиты вокруг Солнца. И, как спортсмен, рассекающий воздух, он должен получать «ветер в лицо». Ветер космических лучей. Можно ли ощутить этот ветер?

У Земли нет лица. Она вертится вокруг собственной оси, и «лицом» ее служат все новые и новые меридианы. Каждая точка земной поверхности оказывается «впереди» в момент, когда она выныривает из ночи на линию восхода. Это 6 часов по местному времени.

Итак, остается искать эту шестичасовую вариацию космических лучей. Ее искали. И не нашли. Наоборот, оказалось, Земля получает не встречный «ветер» космических лучей, а

Так создается подхлестывающий поток космических лучей, догоняющих на орбите Землю. Частицы дрейфуют в электрическом поле (Е). Космические лучи во время ослабления солнечной активности движутся по спиралям разорванных силовых линий магнитного поля Солнца. При этом поток космических лучей раскладывается на две составляющие. Первая, направленная по радиусу к Солнцу, полностью гасится встречным солнечным ветром, вторая, перпендикулярная к первой, тоже добавляет свою толику в вечерний всплеск космического излучения. Кроме того, вся магнитная сверхкорона Солнца (Н) обгоняет Землю в ее орбитальном беге и тоже как бы подстегивает ее сзади. Когда-то в момент создания солнечной Системы это «подстегивание» сзади раскручивало планеты

Итак, остается искать эту шестичасовую вариацию космических лучей. Ее искали. И не нашли. Наоборот, оказалось, Земля получает не встречный «ветер» космических лучей, а нагоняющий ее по орбите, подхлестывающий. И проявляет он себя в любой обсерватории Земли в момент, когда она, обсерватория, попадает на линию захода примерно в 18 часов по местному времени.

Чем объяснить столь странное поведение сквозняка в нашей комнате - околосолнечном пространстве?

Все дело опять-таки в том, что частицы космических лучей не нейтральны, как молекулы, а электрически заряжены.

Причем положительно заряжены. И когда потоки солнечной плазмы с огромной скоростью летят прочь от светила, вдоль магнитных силовых линий Солнца, в межпланетном пространстве возникает электрическое поле, перпендикулярное магнитному полю. Положительные частицы космических лучей, летящие с запада, с вечерней стороны, в этом поле ускоряются, а те, что летят с востока, с шестичасового направления, замедляются.

Возможен еще один механизм восемнадцатичасовой вариации. Представим себе все ту же комнату без сквозняков, где летит по кругу вокруг Солнца глобус-Земля. Солнцем пусть служит шар, укрепленный на вращающемся диске старого проигрывателя. Ведь Солнце тоже вертится вокруг своей оси.

Пусть к вертящемуся шару -  Солнцу прикреплены длинные нити. Это - силовые линии магнитного поля Солнца. Они вращаются вслед за вращением светила и на орбите Земли движутся быстрее, чем наша планета. Ведь Солнце делает оборот за месяц, а Земля обегает свою «гаревую дорожку» за год.

Нити догоняют, подхлестывают земной шарик, обгоняют его. А ведь в космосе к силовым линиям «привязаны» заряженные частицы космических лучей.

По спиралям

Это еще не все о восемнадцатичасовой вариации космических лучей. Но позволим себе небольшой перерыв. Вспомним, что помимо суточных ритмов жизнью околосолнечного космоса управляет главный ритм, одиннадцатилетний цикл солнечной активности. Как к нему относятся космические лучи? А это, смотря какие.

Главная часть космических лучей приходит к нам из нашего звездного острова, Галактики. Некоторые редкие частицы, самые энергичные, возможно, и внегалактического происхождения.

А иногда, в максимумы своего одиннадцатилетнего цикла, Солнце после мощных коронарных выбросов и хромосферных вспышек наводняет всю планетную систему своими собственными, малоэнергичными, но изобильными космическими лучами. Околосолнечный космос становится опасно радиоактивным для космонавтов. Солнечная «непогода» - это серьезная угроза межпланетному сообщению.

Но все ли бури на Солнце одинаково опасны? Если бы это было так, то в годы максимума одиннадцатилетнего ритма солнечной деятельности космос был бы просто закрыт для всяких полетов.

Годы тщательных наблюдений на десятках космостанций планеты. Таблицы, длинные колонки цифр. И уверенный вывод: особо опасные потоки солнечных космических лучей приходят в окрестности нашей планеты только в одном случае: если выбросы и вспышки произошли в западной части солнечного диска.