Коронография — методика наблюдения Солнца¶

Коронография — раздел солнечной астрономии, посвящённый наблюдению и фотографированию солнечной короны — внешней разреженной атмосферы Солнца, видимой в естественных условиях только во время полных солнечных затмений. Коронограф — оптический прибор, искусственно создающий условия «искусственного затмения» и позволяющий изучать корону и хромосферу в любое время.

¶Принцип работы

Солнечная корона на порядки слабее светящегося диска Солнца (фотосферы), поэтому при обычном наблюдении её свет полностью теряется в блеске звезды. Во время полного затмения Луна закрывает фотосферу, и корона становится видимой. Идея коронографа — воспроизвести этот эффект без ожидания затмения.

В оптической схеме коронографа перед фокальной плоскостью телескопа устанавливается металлический диск («фальшивая Луна»), который закрывает изображение солнечного диска. За ним размещается диафрагма-«поглотитель», отсекающая рассеянный в оптике свет. В результате на экране или матрице остаётся только изображение короны — область вокруг скрытого диска. Точность изготовления и юстировки должна быть высокой, так как даже малые дефекты оптики дают засветки, сопоставимые с яркостью короны.

¶История

Идея искусственного затмения была предложена французским астрономом Бернардом Лякруа (Bernard Lyot) в 1930 году. Первый работоспособный коронограф он создал в 1931 году на обсерватории Пюик-Тю (Пиренеи), где ранее уже проводились наблюдения затмений. Лякруа также разработал поляризационный коронограф, позволивший измерять поляризацию света короны и определять распределение электронов в ней.

До изобретения коронографа солнечная корона изучалась почти исключительно во время редких полных затмений — в среднем раз в 1–3 года в доступных местах. Коронограф сделал эти наблюдения ежедневными.

В СССР работы по созданию коронографов начались в 1930-е годы. Валентин Фёдорович Махнов разработал отечественную схему коронографа, а с 1950-х годов приборы серийно выпускались для солнечных обсерваторий. Крупнейшие российские солнечные обсерватории — Кисловодская горная астрономическая обсерватория (КГАО) и Саянская солнечная обсерватория — оснащены коронографами, в том числе стросянскими (разработанными под руководством Г. М. Никольского).

¶Виды коронографов

• Лякруа-Махнова — классическая зеркально-линзовая схема с фальшивой луной и диафрагмой-поглотителем.
• Стросянский коронограф — зеркальная система, предложенная Г. М. Никольским и М. Н. Строевым, более устойчивая к засветкам, получила широкое распространение в СССР и России.
• Коронограф-спектрограф — сочетает коронограф со спектрографом, позволяет получать спектры короны и хромосферы (например, для регистрации линий запрещённого железа Fe X, Fe XIV).
• Радиокоронограф — не оптический прибор, а методика радионаблюдений солнечной короны, реализуемая на радиотелескопах (например, на РТ-7,5 в Пущино).
• Космические коронографы — устанавливаются на спутниках вне земной атмосферы. Наиболее известны coronagraph на борту спутника SOHO (ESA/NASA, запущен в 1995 году) и прибор COR2 на солнечных обсерваториях STEREO.

¶Что набирают коронографом

• Структура внешней короны: лучи, петли, потоки солнечного ветра.
• Корональные дыры — области пониженной плотности, связанные с быстрыми потоками солнечного ветра.
• Вспышки и выбросы корональной массы (CME) — крупномасштабные выбросы плазмы, важные для прогноза геомагнитных возмущений.
• Спектры корональных линий, по которым определяются температура (порядка 1–2 млн K), скорость расширения короны и химический состав.
• Внутренняя корона вблизи лимба — область, недоступная даже космическим коронографам из-за ограничений по бликовой засветке.

¶Применение

Коронография — основной метод мониторинга солнечной активности, связанной с выбросами корональной массы. Данные коронографов используются в космической метеорологии для прогноза магнитных бурь, влияющих на связь, навигацию и работу спутников. Стросянские коронографы КГАО ведут регулярные наблюдения с середины XX века и формируют один из старейших в мире рядов наблюдений короны.