В дискуссию вступил космофизик Вилкокс. Он предложил сопоставить развитие циклонов с данными о магнитном поле в обдувающем Землю солнечном ветре — межпланетном магнитном поле. Южная составляющая этого поля управляет важнейшими процессами в магнитосфере. Но южная составляющая — это еще не все магнитное поле. Оно интересно и в целом. Несмотря на возмущения, магнитное поле в солнечном ветре имеет довольно упорядоченную структуру. Если представить себе, что лист бумаги изображает плоскость солнечного экватора (Земля и другие планеты движутся примерно в этой самой плоскости), затем поставить на листе точку — Солнце и нанести границы раздела между областями, где магнитные силовые линии межпланетного поля идут от Солнца, и областями, где они тянутся к Солнцу, то получится своеобразная геометрическая фигура с плавно загнутыми лучами, которые выходят из одной точки (Солнца) и делят межпланетное пространство на четыре сектора. Впрочем, бывает иногда и другое число секторов. Анализируя данные измерений с борта спутника, ученые сделали вывод, что по мере удаления наблюдателя (космического аппарата) от плоскости солнечного экватора эта расчлененность сходит на нет и остаются спиральные силовые линии только одного направления: по одну сторону от плоскости экватора они все тянутся от Солнца, по другую — к Солнцу.
Схема секторной структуры межпланетного магнитного поля в экваториальной плоскости напоминает мне древний символ Солнца, бытовавший у многих народов мира. Его видят археологи на найденных в Зауралье предметах, его чертили вместо подписи в налоговых документах аборигены Сибири, и чем древнее документ, тем отчетливее, "сознательнее" нарисован этот знак. Он встречается также на вышитых архангельских полотенцах, смотрит на нас с фасада старой русской избы.
Славяне во время языческих праздников, посвященных солнцу, зажигали деревянное колесо и пускали его катиться вниз по склону. Что должны были означать изогнувшиеся по спирали языки пламени?
Как нам известно, солнечный ветер — это расширяющаяся в пространство корона (самая внешняя часть атмосферы) Солнца. Близкую к видимой поверхности Солнца часть короны можно наблюдать во время полного затмения: вокруг солнечного диска, закрытого Луной, образуется светящийся ореол. При этом местами проглядывает и структура магнитного поля в этой части короны. Происходит так вот почему. Солнечное вещество представляет собой плазму, газ, обладающий электропроводностью. Как и всякий газ, плазма стремится уйти из области повышенного давления. Как и всякому проводнику, ей труднее двигаться поперек магнитных силовых линий, чем вдоль них, причем тем труднее, чем больше величина магнитного поля. В видимой части короны магнитное поле достаточно сильно, чтобы плазма "предпочитала" растекаться вдоль силовых линий (заметим, что на больших расстояниях от Солнца это не так, и там, наоборот, движущееся вещество тянет за собой вмороженные в него силовые линии). Поскольку физические характеристики плазмы неодинаковы в различных точках поверхности Солнца, вдоль силовых линий вытянутся неодинаково светящиеся волокна. Магнитное поле короны станет как бы видимым.
Однако, глядя с Земли на Солнце, мы не увидим спиральных волокон: наша планета расположена в плоскости этих спиралей. Ученые считают, что спиральная структура магнитного поля возникает в плоскости, перпендикулярной оси вращения Солнца, именно благодаря его вращению. Возникает вопрос: всегда ли наружные слои Солнца вращались вокруг теперешней оси? Если предположить, что нет (хотя какими-либо указаниями на это наука не располагает), то люди могли во время затмения увидеть изогнутые волокна, исходящие из Солнца. Эта картина — затемненный диск Солнца и светящиеся искривленные лучи — показалась бы солнцепоклонникам сокровенным ликом божества. Такое должно было запомниться.
Вернемся, однако, к дискуссии о влиянии космических факторов на развитие земных циклонов. Предложение Вилкокса проследить за циклонами, возникшими после того, как Земля перейдет из одного сектора межпланетного магнитного поля в другой, основано на наблюдаемом факте увеличения геомагнитной активности в момент перехода через секторную границу. Ясно, что такое усиление магнитной возмущенности на Земле вызвано чисто космическими факторами и не зависит от процессов в приземных слоях атмосферы. Дискуссия подошла к решающей точке: если на циклонах сказывается переход через секторную границу, значит, космические факторы влияют на состояние приземных слоев атмосферы, если нет — результаты Робертса и Олсона ничего не доказывают.
По методике этих исследователей были проанализированы циклоны Северного полушария Земли. Оказалось, что циклоны "чувствуют" переход через секторную границу. Хайнс снял свое возражение и согласился, что в данном случае космические факторы действительно влияют на процессы в нижней плотной атмосфере.
Почему на этот раз дискуссия не потонула в ссылках на сложность и неизученность вопроса? Прежде всего потому, что у людей появилось связное представление о космосе. При доказательстве можно было опереться на знание общей картины магнитного поля в солнечном ветре, на известное и потому прогнозируемое увеличение магнитной возмущенности при подходе Земли к границе между секторами. Все это получено благодаря систематическим исследованиям, проведенным непосредственно в космосе и на Земле. Сочетание наземных и космических средств наблюдения — чрезвычайно мощный инструмент исследования.
Вот пример. Мы только что убедились, насколько полезно использовать данные о секторной структуре межпланетного магнитного поля. Откуда же брать эти данные? Постоянное патрулирование солнечного ветра с борта космического корабля обошлось бы довольно дорого. Но природа сделала неожиданный подарок своим исследователям: оказалось, что за межпланетным полем можно следить с поверхности Земли. Обнаружено это было так. В 1965 году магнитологи супруги Л. Г. и С. М. Мансуровы заметили, что даже в магнитоспокойное время, когда самописцы магнитографов выписывают плавные кривые, вертикальная составляющая магнитного поля на поверхности Земли в полярных районах (полярнее магнитной широты 80°) оказывается в дневные часы пониженной у одного магнитного полюса и повышенной у другого. Проходит дней восемь, и картина меняется на обратную.
С чем связаны эти систематические изменения магнитного поля, тогда никто не знал. Но вскоре появились сообщения о секторной структуре магнитного поля в межпланетном пространстве — в солнечном ветре. Они были обнаружены с помощью приборов, установленных на борту космического корабля. Затем американский исследователь Л. Свалгаард и независимо от него чуть позже С. М. Мансуров показали, что изменение картины на обратную соответствует переходу Земли в другой сектор межпланетного магнитного поля. Оказалось даже, что такие изменения магнитного поля на Земле во много раз превосходят величину межпланетного поля. Эта закономерность получила название эффекта Свалгаарда — Мансурова (или Мансурова — Свалгаарда).
Открытие позволило судить не только о том, в каком секторе межпланетного магнитного поля находится Земля в настоящий момент, но и получать данные о солнечном ветре, относящиеся к тем доспутниковым временам, когда сам солнечный ветер был лишь смутной догадкой теоретиков. Эту информацию предоставили старые записи показаний наземных магнитографов.
В научных публикациях коллег довольно долго не было заметно какого-либо отклика на это открытие.
По-видимому, Мансурова это несколько смущало. Так, однажды он попросил меня завести об этом эффекте речь с Б. А. Тверским, видным теоретиком, работающим у нас в институте (сам Сергей Михайлович вместе со своей женой Лидией Георгиевной были сотрудниками Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн). Мансурова интересовало, что скажет Тверской.
Борис Аркадьевич меня выслушал, посмотрел задумчиво и произнес: "Да-а, я слышал про этот эффект". Это было все, что я смогла тогда передать Сергею Михайловичу.