Москва, Россия
УДК 52 Астрономия. Астрофизика. Исследование космического пространства. Геодезия
Прошло сто лет со дня рождения выдающегося ученого — профессора В.А. Троицкой. Ее достижения в солнечно-земной физике широко известны. На протяжении многих лет Валерия Алексеевна была президентом Международной ассоциации по геомагнетизму и аэрономии. Данная статья посвящена лишь одному аспекту многогранной творческой активности В.А. Троицкой. Он относится к проблеме поиска источников ультранизкочастотных (УНЧ) электромагнитных колебаний и волн за пределами магнитосферы Земли. Авторам статьи посчастливилось работать под руководством В.А. Троицкой над этой проблемой. Мы кратко изложили историю исследований от зарождения идеи внемагнитосферного происхождения дневных перманентных УНЧ-колебаний в конце 60-х гг. прошлого века до современных поисков наземными и спутниковыми средствами УНЧ-волн, возбужденных колебаниями поверхности Солнца, распространяющихся в межпланетной среде и достигающих Земли.
геоэлектромагнитные колебания, ультранизкие частоты, волны Альфвена, магнитосфера, солнечный ветер, межпланетное магнитное поле, гелиосейсмология
В этом году мы отмечаем столетие со дня рождения Валерии Алексеевны Троицкой (1917–2010). Ее выдающиеся достижения в солнечно-земной физике широко известны. Ее заслуги в организации и проведении международных исследований геоэлектромагнитного поля были высоко оценены мировым научным сообществом. На протяжении многих лет Валерия Алексеевна была президентом Международной ассоциации по геомагнетизму и аэрономии.
В данной статье мы осветим один аспект многогранной творческой активности профессора В.А. Троицкой. Он относится к проблеме происхождения ультранизкочастотных (УНЧ) электромагнитных колебаний и волн. Нам, авторам статьи, посчастливилось работать под руководством В.А. Троицкой над этой проблемой. И мы хорошо помним благотворную атмосферу интеллектуального подъема, которую она умела создавать в исследовательском коллективе, помогая нам во время научных поисков и разделяя с нами радость удачных находок.
Наземные и спутниковые наблюдения свидетельствуют о богатейшем разнообразии УНЧ-колебаний, диапазон которых простирается от миллигерц до нескольких герц. Известны колебания перманентные и спорадические, узкополосные и широкополосные. Колебания могут быть глобальными, региональными и локальными. Источники колебаний могут располагаться в земной коре, в атмосфере, в ионосфере, в магнитосфере, а также за пределами магнитосферы в солнечном ветре перед фронтом околоземной ударной волны. И вот, подобно тому, как в свое время Карл Линней ввел классификацию и номенклатуру растений, Валерия Троицкая задумала разработать систематику УНЧ-колебаний, чтобы упорядочить многообразие видов и форм колебаний, наблюдаемых в эксперименте [Троицкая, 1964]. Совместно с сотрудниками геофизической обсерватории «Борок» (ГО «Борок») ИФЗ АН СССР она положила морфологический принцип в основу классификации и ввела биномиальную номенклатуру. Все виды колебаний разделены на два класса, названные сокращенно Pc (регулярные колебания, pulsations continuous) и Pi (иррегулярные колебания, pulsations irregular). Вид обозначается символом PcN (N=1, …, 5), или PiN (N=1, 2). Цифра N отвечает номеру поддиапазона общего диапазона ультранизких частот (подробнее об этом см. в обзорах [Troitskaya, Guglielmi, 1967; Троицкая, Гульельми, 1969] и в монографиях [Jacobs, 1970; Гульельми, Троицкая, 1973; Nishida, 1978]). Предложенная систематика была принята геофизическим сообществом. Она до сих пор широко используется в литературе, поскольку дает возможность ориентироваться в богатейшем разнообразии УНЧ-колебаний земного и космического происхождения (см., например, [Guglielmi, Pokhotelov, 1996; Kangas et al., 1998; Lundin, Guglielmi, 2006; Гульельми, 2007; Сивоконь, 2011]).
1. Гульельми А.В. Ультранизкочастотные электромагнитные волны в коре и в магнитосфере Земли // УФН. 2007. Т. 177, № 12. С. 1257-1276.
2. Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.
3. Зотов О.Д., Гульельми А.В., Собисевич А.Л. О магнитных предвестниках землетрясений // Физика Земли. 2013. № 6. С. 139-147.
4. Потапов А.С. Возбуждение геомагнитных пульсаций типа Рс3 перед фронтом околоземной ударной волны пучком отраженных протонов // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1974. Вып. 34. С. 3-12.
5. Сивоконь В.П. Электромагнитные колебания в ионосферно-магнитосферном контуре // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, № 4. С. 520-526.
6. Троицкая В.А. Классификация быстрых вариаций магнитного поля и земных токов // Геомагнетизм и аэрономия. 1964. Т. 4, № 3. С. 615-616.
7. Троицкая В.А., Гульельми А.В. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы // УФН. 1969. Т. 97, вып. 3. С. 453-494.
8. Asheim S. Serpentine emissions in the polar magnetic field // Inst. of Physics Rep. Ser. University of Oslo, 1983. Rep. 83-38. 23 p.
9. Fraser-Smith A.C. ULF/lower-ELF electromagnetic field measurements in the polar caps // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20. P. 497-512. DOI:https://doi.org/10.1029/RG020i003p00497.
10. Guglielmi A. Diagnostics of the magnetosphere and interplanetary medium by means of pulsations // Space Sci. Rev. 1974. V. 16, N 3. P. 331-345.
11. Guglielmi A.V., Dovbnya B.V. Hydromagnetic emission of the interplanetary plasma // Astrophys. Space Sci. 1974. V. 31. P. 11-29.
12. Guglielmi A.V., Pokhotelov O.A. Geoelectromagnetic Waves. Bristol and Philadelphia: IOP Publ. Ltd, 1996. 402 p.
13. Guglielmi A., Potapov A., Dovbnya B. 5-minute solar oscillations and ion cyclotron waves in the solar wind // Solar Phys. 2015. V. 290, N 10. P. 3023-3032. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-015-0772-2.
14. Jacobs J.A. Geomagnetic Micropulsations. New York; Heidelberg; Berlin: Springer-Verlag, 1970. 179 p.
15. Kangas J., Guglielmi A., Pokhotelov O. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations (A Review) // Space Sci. Rev. 1998. V. 83. P. 435-512.
16. Lundin R., Guglielmi A. Ponderomotive forces in cosmos // Space Sci. Rev. 2006. V. 127. P. 1-116.
17. Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude station Davis (17-23 September 1981) // Exploration Geophys. 1986. V. 17. P. 15. DOI:https://doi.org/10.1071/EG986015.
18. Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude antarctic station, Davis // Planet. Space Sci. 1987. V. 35. P. 313-328. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(87)90158-9.
19. Nishida A. Geomagnetic Diagnosis of the Magnetosphere. New York; Heidelberg; Berlin: Springer-Verlag, 1978. 256 p.
20. Potapov A.S., Polyushkina T.N., Pulyaev V.A. Observations of ULF waves in the solar corona and in the solar wind at the Earth's orbit // J. Atmosph. Solar-Terrestrial Phys. 2013. V. 102. P. 235-242.
21. Russell C.T., Hoppe M.M. Upstream waves and particles // Space Sci. Rev. 1983. V. 34, N 2. P. 115-172.
22. Troitskaya V.A. Pulsations of the Earth`s electromagnetic field with periods of 1 to 15 seconds and their connection with phenomena in the high atmosphere // J. Geophys. Res. 1961. V. 66, N 1. P. 5-18.
23. Troitskaya V.A. Geomagnetic pulsations in the polar cap // Magnetospheric Study: Proc. Int. Workshop on Select. Topics of Magnetospheric Phys. / Japanese IMS Comm. Tokyo, 1979. P. 121-123.
24. Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic micropulsations and diagnostics of the magnetosphere // Space Sci. Rev. 1967. V. 7, N 5/6. P. 689-769.
25. Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Diagnostics of the parameters of the magnetosphere and of the interplanetary space by means of micropulsations // Low-Frequency Waves and Irregularities in the Ionosphere. Dordrecht: D. Reidel Publ. Co, 1969. P. 120-136.
26. Troitskaya, V.A., Guglielmi A.V. Hydromagnetic diagnostics of plasma in the magnetosphere // Ann. Geophys. 1970. V. 26, N 4. P. 893-902.
27. Ulrich R.K. The five-minute oscillations on the solar surface // Astrophys. J. 1970. V. 162. P. 993-1002.
