Бывает, что совершенно разные люди составляют прочную супружескую пару, но чтобы при этом они представляли собой еще и дружный плодотворный научный коллектив — это просто-напросто не бывет. За одним исключением: Таисия Никаноровна и Агаси Назаретович Чарахчьяны.
За шесть лет учебы в Долгопрудном, я и не предполагал, что за забором в дальнем углу физтеховского двора прячется стратосферная станция космических лучей, вотчина Чарахчьянов, моих первых поводырей в науке.
Первое задание, полученное в ПГИ — разработка аналога радиозонда Чарахчьяна на полупроводниках. Зонд Агаси Назаретовича был на лампах и к полупроводникам он относился с недоверием. Только после подробного сравнения наших измерений с данными полетов ФИАН в Оленьей, которое мы провели с Таисией Никаноровной, он перестал подозрительно хмурить брови, когда я приезжал со своими результатами. А в Долгопрудный к Чарахчьяном я всегда ехал в хорошем настроении, как домой.
Формально руководителем кандидатской был один Агаси Назаретович. Фактически - они оба. Таисия Никаноровна прошлась с карандашем по всему тексту. Агаси Назаретович первые три страницы диссертации разукрасил вопросительными знаками, перечеркиваниями и прочей мозаикой. Потом написал — и так далее, все исправить.
Научный руководитель — эта функция включает, конечно, и передачу каких-то научных знания и навыков, но наверное, важнее — передать, привить ученику отношение к своему делу, да и к жизни вообще, и к людям. В том числе и личным примером. Вот с такими руководителями и свела меня судьба в начале научной дороги — с Чарахчьянами, Таисией Никаноровной и Агаси Назаретовичем.

Л. Лазутин, 21.07.08

Щелкните мышью, чтобы увеличить фотографии

В становлении научного коллектива и круга интересов сотрудников Долгопрудненской научной станции огромная роль принадлежит Агаси Назаретовичу (1905-1981 гг.) и Таисии Никаноровне (1921-1986 гг.) Чарахчьянам.
Агаси Назаретович Чарахчьян родился 1 ноября 1905 г. в г. Ван (Турция). В 1915 г. семья бежала от геноцида, но до России добралась только мать с двумя сыновьями. Жили в Ростове, потом в Харькове. Агаси Назаретович выучился на сапожника и мог за полдня изготовить пару модельных дамских туфель. Работал библиотекарем в армянском клубе, учился на рабфаке в Харькове,
потом перевелся в Ленинградский Политехнический институт.
Работая под руководством Мандельштама и Папалекси, Агаси Назаретович подготовил диссертацию по радиофизике, но не успел защитить ее из-за начавшейся Великой Отечественной войны. К этому времени он уже трудился в Москве, в ФИАНе.
В 1943-1945 гг. Агаси Назаретович находился на фронте, был начальником радиотехнической части. Вернувшись в ФИАН, Агаси Назаретович стал работать с Сергеем Николаевичем Верновым, с которым он познакомился еще во время войны, когда сопровождал научную аппаратуру при эвакуации в Казань.

Таисия Никаноровна Чарахчьян (Жуйкова) родилась 22 мая 1921 года в городе Краснотурьинске Свердловской области. Годы ее учения в Московском университете пришлись на Великую Отечественную войну. В эти годы ей пришлось некоторое время работать учительницей в школе. После окончания МГУ в 1946 году Таисия Никаноровна поступила на работу в НИИЯФ МГУ, где проработала всю свою жизнь.

В 1946 году решением правительства в подмосковном городе Долгопрудном была создана научная станция для изучения космических лучей в стратосфере. Хотя станция принадлежала ФИАНу, исследования проводились совместно с НИИЯФ МГУ (НИФИ-2).

Агаси Назареточич и Таисия Никаноровна Чарахчьяны работали на станции с момента ее основания. В первое десятилетие существования Долгопрудненской станции исследования проводились с помощью приборов, поднимаемых в стратосферу на связках шаров (до 100 штук). Изучались высотный ход и угловое распределение различных компонент вторичных космических лучей в атмосфере Земли. Для определения широтного эффекта организовывались экспедиции. Эти работы были направлены на изучение состава космических лучей, их основных свойств, характеристик акта взаимодействия.

Исследования космических лучей новым методом регулярного стратосферного зондирования были начаты по предложению С.Н. Вернова в середине 1957 г. Организаторами и руководителями этой работы вместе с Сергеем Николаевичем Верновым были Агаси Назаретович и Таисия Никаноровна Чарахчьяны. Изучение модуляции потока космических лучей солнечной активностью только начиналось, и было заманчиво использовать для этого измерения в стратосфере, которые давали возможность исследовать вариации космических лучей в области энергий, недоступной наземным приборам. Стратосферные наблюдения до настоящего времени сохраняют актуальность: они дают информацию о космических лучах в интервале энергий 108 - 2*1010 эВ. Со стороны меньших энергий этот интервал граничит с диапазоном, изучаемым с помощью космических аппаратов, а со стороны больших энергий - с диапазоном, изучаемым наземными нейтронными мониторами.

Организация практически ежедневных измерений потоков заряженных частиц в земной атмосфере на нескольких широтах потребовала огромной работы по созданию методики наблюдений, разработки специальной аппаратуры, организации экспедиционных отрядов. Суть метода частого стратосферного зондирования космических лучей состоит в регулярных запусках стандартных радиозондов, измеряющих заряженную компоненту космических лучей. Благодаря размножению первичных космических лучей в атмосфере, интенсивность этой компоненты настолько велика, что достаточная статистическая точность может быть достигнута с помощью портативного прибора, поднимаемого в атмосферу на метеорологическом резиновом баллоне. В одном измерении можно получать высотную зависимость интенсивности космических лучей от уровня Земли до 25 - 30 км. Геомагнитное поле и атмосфера Земли при этом используются как естественные анализаторы первичных космических лучей в диапазоне энергий 108 - 2*1010 эВ. А.Н. Чарахчьяном был разработан стандартный радиозонд, в котором детектором заряженных частиц служил газоразрядный счетчик СТС-6 и телескоп, состоящий из 2-х таких счетчиков с 7-мм алюминиевым фильтром между ними. Для градуировки датчиков была выработана специальная методика, обеспечивающая однородность результатов измерений. Позже были сконструированы градуировочные стенды.

Регулярные запуски радиозондов были начаты в середине 1957 г. (во время Международного Геофизического года) на Долгопрудненской научной станции и в северных полярных широтах. Несколько позже стратосферные наблюдения стали проводиться в Крыму, в Алма-Ате и на антарктической станции Мирный. В этих наблюдениях активное участие принимала группа сотрудников НИИЯФ МГУ под руководством Т.Н. Чарахчьян (впоследствии на основе этой группы в НИИЯФ была создана лаборатория стратосферных измерений космических лучей).

А.Н. и Г.Н. Чарахчьяны стояли у истоков этой работы, которая превратилось в главное дело их жизни. В середине 50-х годов было мало известно о модуляции космических лучей процессами на Солнце. То, что было известно, относилось к достаточно большим энергиям, поэтому регулярные наблюдения в атмосфере оказались необычайно плодотворными. С.Н. Вернов принимал в этой работе самое живое участие: приходил на помощь в преодолении многочисленных трудностей, был в курсе всех результатов. А.Н. и Т.Н. Чарахчьяны были яркими представителями научной школы С.Н. Вернова. Главной чертой их характера была безоглядная преданность науке, готовность отдавать ей все силы на протяжении многих лет. Только эти качества могли обеспечить успех долговременных измерений, выполняемых почти ежедневно в одно и то же время в нескольких точках земного шара вот уже около 50 лет.

В 60-е годы были получены наиболее интересные результаты, касающиеся солнечных космических лучей. Потоки заряженных частиц, генерированных в солнечных вспышках, начали регистрироваться с 1942 г. наземными установками. Частота таких событий в периоды, близкие к максимуму солнечной активности, не превышала нескольких случаев в год. С 1942 по 1956 год было зарегистрировано всего 6 событий. Начало регулярных наблюдений в стратосфере совпало с периодом активного Солнца и ознаменовалось открытием вторжений солнечных частиц, частота которых в 2-3 раза превышала число событий, регистрируемых наземными установками. С 1958 по 1961 год было зарегистрировано более 20 событий, причем длительность их, как правило, превышала несколько суток. Измерения в стратосфере впервые позволили получить спектры солнечных протонов в области энергий Е=100 - 500 МэВ, недоступной для приборов, установленных на поверхности Земли, из-за экранирующего действия атмосферы.

Учащенные запуски радиозондов во время вспышек солнечных космических лучей позволяли оценить временной профиль интенсивности солнечных протонов, который в большинстве случаев свидетельствовал об их диффузионном распространении. Для этого класса событий были найдены значения коэффициента диффузии частиц в межпланетной среде, а также его зависимость от жесткости частиц и от расстояния до Солнца. Это дало возможность оценить спектры генерации и полное число ускоренных солнечных протонов с энергией больше 100 МэВ, а также полную энергию этих частиц. В те же годы были обнаружены явления вторичного возрастания интенсивности частиц на спаде диффузионной кривой, которые совпадали с геомагнитными возмущениями. Происхождение этих частиц связывалось с магнитной ловушкой за фронтом межпланетной ударной волны. Однако при распространении в пространстве ловушка должна была расширяться, что привело бы к замедлению частиц. Тогда Б.А. Тверским было высказано предположение и выполнены расчеты ускорения частиц в межпланетной среде, которые впоследствии полностью подтвердились.

По мере накопления экспериментальных данных все большее внимание А.Н. и Т.Н. Чарахчьянов привлекала долговременная модуляция галактических космических лучей. Регулярные наблюдения космических лучей в стратосфере, проводимые на широтах с различными геомагнитными жесткостями обрезания, позволили получить многолетний и однородный ряд экспериментальных данных и дали возможность обнаружить целый ряд новых явлений.

Изучая 11-летний цикл космических лучей, А.Н. и Т.Н. Чарахчьяны установили, что основной вклад в него вносят скачкообразные изменения интенсивности ("скачки и ступени"), которые следуют за резкими изменениями солнечной активности. Новый уровень интенсивности космических лучей устанавливался примерно через 3-4 месяца после изменений числа пятен на Солнце. Отсюда был сделан вывод, что область модуляции космических лучей солнечным ветром составляет 25 - 30 а.е. По этому поводу разгорелась дискуссия с Л.И. Дорманом, который отстаивал мнение о размере области модуляции более 100 а.е. В настоящее время, когда космические аппараты находятся на расстояниях от Солнца более 70 а.е. и до сих пор не достигли границы области модуляции, может показаться, что Чарахчьяны были не правы. Однако теперь мы знаем, что структура гелиосферы неоднородна. Размер области, где космические лучи реагируют на изменения глобальных индексов солнечной активности длительностью от нескольких дней до 2-3 месяцев, к которым следует отнести "скачки и ступени", составляет порядка 20 а.е., тогда как на больших радиальных расстояниях от Солнца основную роль в модуляции космических лучей играют ударные волны и структуры, формирующиеся во внешней гелиосфере. Таким образом, результаты стратосферных измерений свидетельствовали о наличии эффективной ближней области модуляции.

В 1964 г. А.Н.Чарахчьян А.Н. защитил докторскую диссертацию на тему «Исследование флюктуаций интенсивности космических лучей в стратосфере, вызываемых процессами на Солнце». Тема докторской диссертации Т.Н. Чарахчьян «Исследование космических лучей в стратосфере» (1970 г.).

Изучение временных изменений потока космических лучей в 11-летнем цикле солнечной активности позволило вывести простое соотношение между величиной потока, числом групп солнечных пятен и их средней гелиоширотой. Это эмпирическое соотношение вполне удовлетворительно описывало временной ход космических лучей в 1958-1969 гг., но перестало выполняться в 1971-1972 гг., когда произошла инверсия общего магнитного поля Солнца. Нарушение связи между космическими лучами и солнечной активностью, установленной по данным 1958-1969 гг., послужило отправной точкой для целого ряда работ, рассматривающих влияние крупномасштабного магнитного поля и его изменений в 22-летнем солнечном магнитном цикле на процессы распространения космических лучей в гелиосфере. В настоящее время хорошо известно, что процесс модуляции космических лучей в гелиосфере включает в себя, наряду с конвекцией, диффузией и адиабатическим замедлением частиц, дрейф в квазирегулярном крупномасштабном магнитном поле гелиосферы. Направление дрейфа частиц определяется их зарядом и направлением магнитных полей в гелиосфере, которое, в свою очередь, зависит от фазы солнечного магнитного цикла.

Еще одно новое явление в модуляции космических лучей было обнаружено в период инверсии общего магнитного поля Солнца в 1969-1971 гг., - так называемый энергетический гистерезис космических лучей. В этот период нарушается корреляционная связь между временными изменениями частиц больших и малых энергий (частицы, регистрируемые нейтронными мониторами и на больших высотах в стратосфере на высоких широтах, соответственно). Объяснение явления состоит, по всей вероятности, в изменении зависимости коэффициента диффузии частиц от их жесткости в периоды инверсии магнитного поля в гелиосфере. В дальнейшем подобные эффекты наблюдались и в другие периоды инверсий солнечного полярного магнитного поля. А.Н. и Т.Н. Чарахчьяны вместе со своими коллегами, анализируя данные стратосферных измерений на больших высотах, обнаружили так называемую аномальную компоненту космических лучей. Аномальная компонента наблюдалась в стратосфере на высоких, средних и низких широтах, где проводятся регулярные стратосферные наблюдения. Величина потока этой компоненты максимальна в положительную фазу солнечного магнитного цикла. По гипотезе А.Н. и Т.Н. Чарахчьянов, источником аномальной компоненты могли бы быть неполностью ионизованные атомы О и С, захваченные магнитным полем Земли.

В 80-е годы основной интерес Чарахчьянов переместился на исследование эффектов в космических лучах, наблюдавшихся в атмосфере на глубинах более 300 г/см2. Если результаты, полученные в стратосфере на меньших глубинах, вполне укладывались в картину модуляции космических лучей, следовавшую из совокупности всех других наблюдений на земле и в космическом пространстве, то явления в нижней атмосфере были совершенно непонятны.
Согласно существующим представлениям, изменения потока космических лучей на разных широтах в нижней атмосфере должны были происходить в основном синхронно, поскольку на этих глубинах поток заряженной радиации создается первичными космическими лучами достаточно высоких энергий, мало подверженными влиянию земной магнитосферы и атмосферы. Однако выяснилось, что вариации космических лучей на разных широтах зачастую происходят не одновременно, что приводит к таким явлениям, как обратный широтный эффект и северо-южная асимметрия, которая достигает иногда величины более 10%.
Квазипериодические вариации космических лучей с периодами 1 - 2 года на больших глубинах атмосферы далеко не всегда коррелируют с аналогичными вариациями в стратосфере. Т.Н. Чарахчьян всю свою энергию направила на изучение этих явлений и уже после смерти А.Н. Чарахчьяна (1981 г.) выполнила ряд расчетов по влиянию метеорологических эффектов на поток космических лучей в атмосфере. Она увлеченно работала над этой проблемой до последнего дня своей жизни в 1986 г. Мы до сих пор далеки от полного понимания механизмов модуляции космических лучей в тропосфере и надеемся, что исследование этих эффектов приведет к новым открытиям.
Главной чертой Агаси Назаретовича и Таисии Никаноровны Чарахчьян была их преданность науке, которой была наполнена вся их жизнь. В них всегда была готовность удивляться и радоваться новым результатам наблюдений. В короткой статье невозможно даже кратко изложить результаты по исследованию модуляционных эффектов в космических лучах, полученные Чарахчьянами и их коллегами.