ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера
Сибирского отделения Российской академии наук
ИКФИА СО РАН

Г.В. Шафер (Воспоминания Г.Ф. Крымского)

Исследователь солнечных бурь

Галина Васильевна Шафер начала работать в Якутске как сотрудница будущего Института космофизических исследований и аэрономии, имея уже большие научные заслуги. Она принимала участие в создании советской сети станций космических лучей — географических пунктов в СССР, где устанавливались и запускались в эксплуатацию серийные ионизационные камеры АСК для непрерывной регистрации космических лучей. За эту работу Г.В. Шафер в составе группы участников была удостоена звания лауреата Сталинской премии.

В качестве научного сотрудника Института Г.В. Шафер организовала непрерывные наблюдения космических лучей камерой большого объема АСК-1, которые включали многообразные операции контроля, профилактики, проверок правильности показаний и других действий для получения качественных данных. Во многом благодаря заботам Галины Васильевны камера АСК-1 в Якутске непрерывно работает уже более 50 лет! Материалы наблюдений этим прибором пользуются неизменным спросом у отечественных и зарубежных специалистов. Они являются также опорными данными для «привязок» множества рядов наблюдений космических лучей другими приборами, производимыми в разных странах.

В течение многих лет научные интересы Г.В. Шафер были связаны с «эффектом Форбуша». Так называются понижения интенсивности космических лучей, происходящие в периоды магнитных бурь. Причиной, как тех, так и других являются усиления солнечного ветра, обязанные выбросам космической плазмы, при солнечных вспышках — взрывных процессах в солнечной атмосфере. Величина (амплитуда) этих понижений зависит от энергии космических лучей. В составе космических лучей есть частицы самых разных энергий. Амплитуда уменьшается с ростом энергии.

Соответствующая зависимость называется энергетическим спектром. Галина Васильевна установила, что во время минимума солнечной активности, когда наблюдаются магнитные бури и понижения космических лучей не столь большой величины, их спектр становится жестче, т.е. средняя энергия частиц, подверженных понижениям, увеличивается. Это был парадоксальный результат: казалось, более слабые эффекты должны были проявляться и при более низких энергиях частиц. Вывод оказался противоречащим «здравому смыслу». Оказалось также, что аналогичные понижения встречаются и без магнитных бурь. Обработав соответствующие данные, Галина Васильевна установила, что и эти понижения имеют более жесткий спектр.

Эти непонятные тогда свойства понижений были хорошо доказаны фактическими материалами и составили содержание ее кандидатской диссертации.

Разобраться в причинах такого поведения энергетического спектра Форбуш-понижений удалось значительно позже. Понижения обусловлены выметанием космических лучей порывами солнечного ветра с включенными в ветер магнитными полями. Когда эти поля имеют «гладкую», регулярную структуру, то их воздействие распространяется на все частицы, включая и высокие энергии.

При сильных выбросах структура полей меняется. Хаотические движения — так называемая турбулентность — приводят к появлению дробления полей на малые масштабы. Выметание космических лучей такими полями увеличивается, но оно не действует уже на частицы высоких энергий. В таких случаях мы наблюдаем и более сильные магнитные бури. Все это чаще происходит при высоких уровнях солнечной активности.

Таким образом, свойства, открытие Галиной Васильевной, оказались связаны со структурой магнитного поля в солнечном ветре. Она может быть ламинарной (гладкой) или турбулентной и это находит отражение в спектре космических лучей и других свойствах упомянутых возмущений.

Это направление исследований сегодня интенсивно развивается, в том числе, и в нашем Институте. Кандидаты наук И.Я. Плотников, Л.П. Шадрина, С.А. Стародубцев, а также доктор наук В.И.Козлов и их более молодые коллеги внесли большой вклад в наши знания о ламинарном и турбулентном солнечном ветре и в вопросы прогнозирования на этой основе геофизической обстановки.

Здесь мы видим пример, характерный для фундаментальной науки. Ценные научные результаты, полученные в пионерских работах, находят применение и развитие в трудах следующего поколения.

В канун юбилея Галины Васильевны Шафер пожелаем ей злоровья и благополучия, сохранения прежней энергии, которая всегда сочетается в ней с высокой культурой и заботливым отношением к людям.

(Из библиографического указателя «Шафер Галина Васильевна. К 80-летию со дня рождения». Изд-во ЯНЦ СО РАН, Якутск, 2006)