Физика солнечных вспышек: наблюдение, теория, моделированиеНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2008 г.-31 декабря 2008 г. Физика солнечных вспышек: наблюдение, теория, моделирование
Результаты этапа: 1. Разработана математическая основа для изучения топологических свойств магнитного поля в активных областях на Солнце. На примере хорошо изученной большой эруптивной вспышки продемонстрирован эффект топологического триггера. 2. На основе топологической модели рассчитано электрическое поле, индуцируемое в процессе магнитного пересоединения во вспышке. Напряженность поля коррелирует с наблюдаемой интенсивностью жесткого рентгеновского излучения, что свидетельствует об ускорении электронов в результате пересоединения. 3. Разрабатывается модель магнитного пересоединения в солнечной вспышке. Модель включает распадающийся токовый слой и четыре присоединенные к его концам ударные магнитогидродинамические волны. Найдено аналитическое решение задачи о структуре магнитного поля. Решение представлено в виде обобщенного интеграла Кристоффеля – Шварца. Осуществлена эффективная численная реализация решения, позволившая исследовать структуру ударных волн. 4. Для нерелятивистских заряженных частиц в пересоединяющем токовом слое с трёхкомпонентным магнитным полем получено аналитическое решение уравнения движения в приближении ведущего центра орбиты. Найдена область значений параметров, при которых движение устойчиво. Дана физическая интерпретация факторов, влияющих на устойчивость движения. Показано, что в процессе движения происходит разделение зарядов в слое. Получена формула для энергии частиц на устойчивых и неустойчивых траекториях. 5. Исследовались временные характеристики 11-летних циклов солнечной активности для длинного ряда данных чисел Вольфа с 1500г. по 2008г. Влияние и взаимодействие циклов различных периодов используется для прогноза будущих 24 и 25 циклов солнечной активности. Согласно нашему прогнозу следующий глубокий минимум солнечной активности, подобный минимуму Маундера, можно ожидать лишь около 2300г. 6. На основе анализа данных о внезапно исчезающих волокнах и вспышках, приводимых в SGD (Solar Geophysical Data) за два цикла солнечной активности показано, что процент внезапно исчезающих волокон, предшествующих вспышкам, в годы максимума солнечной активности больше, чем в годы минимума. Рассмотрены возможные причины этой зависимости. 7. Анализировались временные профили солнечных радио-всплесков на частотах 1500-100 кГц по наблюдениям на АКР-X, Интербол-1) и потоки энергичных электронов от солнечных вспышек по данным DOK-2, Интербол-1. Получены оценки длительности распространения электронов с Е > 40 кэВ к Земле относительно импульсной фазы вспышки. 8. Проведена обработка наблюдательного материала, полученного на телескопе АТБ-1 ГАИШ в 2004 и 2005 г.г. По материалам наблюдений в линии Ca II 8498 ? 10 активных областей установлено наличие квазипериодических пульсаций с периодами 3 и 5 минут в излучении магнитного жгута с током. 9. Подготовлена и успешно проведена экспедиция по наблюдению полного солнечного затмения в район г. Новосибирск. Получены интерферограммы зелёной корональной линии Fe XIV ? 5304 ?, красной корональной линии Fe X ? 6374 ?, в линиях Са II ? 3933? и Н? ? 6563 ?, а также интерферограммы для поиска свечения Na I в области сублимации околосолнечной пыли.
2 1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. Физика солнечных вспышек: наблюдение, теория, моделирование
Результаты этапа: 1. Решена задача об ускорении частиц в коллапсирующих магнитных ловушках в короне Солнца с учётом рассеяния частиц и их торможения в высокотемпературной плазме солнечных вспышек. Показано, что кулоновские столкновения являются редкими в ловушках с временами жизни tl < 10 c и частыми при tl > 100 c. В приближении частых столкновений коллапсирующие ловушки способны длительно удерживать в короне до 20% инжектированных частиц. В бесстолкновительном приближении это значение превышает 90%. Исследован вопрос о наблюдательных проявлениях столкновений. Показано, что при временах столкновений, сравнимых с tl, спектр электронов в области энергий выше 10 кэВ принимает характерную двухстепенную форму. Такие спектры во вспышках обнаружены спутником RHESSI. (Б.В. Сомов, С.А. Богачев; статья в ПАЖ). 2. Выполнен детальный анализ наблюдений солнечной вспышки 24 октября 2003 г. с ИСЗ TRACE и RHESSI. Наблюдаемая двухфазная картина вспышки интерпретирована в терминах трехмерного пересоединения на сепараторе в короне (Б.В. Сомов; статья в ApJ). 3. На основе топологической модели магнитного поля в активных областях на Солнце найден параметр модели, который может быть использован для прогнозирования больших эруптивных вспышек (И.В. Орешина, Б.В. Сомов; статья в ПАЖ). По этим и другим результатам в отчётном году опубликованы 15 научных статей, 11 тезисов докладов; сотрудники приняли участие в 9 крупных конференциях c 11 докладами, в том числе приглашенных докладов 5.
3 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. Физика солнечных вспышек: наблюдение, теория, моделирование
Результаты этапа: Проанализированы многоволновые наблюдения солнечной вспышки, произошедшей 27 апреля 2006 г. в активной области NOAA 10875. Данные спутника GOES в мягком рентгеновском диапазоне, а также TRACE на длине волны 195 ? и RHESSI в жёстком рентгеновском диапазоне демонстрируют взаимодействие двух магнитных петель и их пересоединение, являющееся причиной вспышки. Также показано, что сдвиговые движения и вращение оснований меньшей петли могут приводить к накоплению вспышечной энергии и её выделению во время взаимодействия петель. В связи с наблюдениями солнечных вспышек спутником RHESSI, позволившими обнаружить новые свойства источников жесткого рентгеновского излучения во время вспышек, предлагается интерпретация этих свойств. Показано, что наблюдаемые движения корональных и хромосферных источников являются следствиями трехмерного магнитного пересоединения на сепараторе в короне. На основе топологической модели магнитного поля в активных областях на Солнце найден параметр модели, который может быть использован для прогнозирования больших эруптивных вспышек. На примере хорошо изученной вспышки продемонстрирован эффект топологического триггера. Решена задача об ускорении частиц в коллапсирующих магнитных ловушках в короне Солнца с учётом рассеяния частиц и их торможения в высокотемпературной плазме солнечных вспышек. Исследован вопрос о наблюдательных проявлениях столкновений. Показано, что при временах столкновений, сравнимых с временем существования ловушки, спектр электронов в области энергий выше 10 кэВ принимает характерную двухстепенную форму. Такие спектры во вспышках обнаружены спутником RHESSI. Проведена обработка наблюдательного материала, полученного на телескопе АТБ-1 ГАИШ. Подчеркнута большая роль корональных проборов в иерархии солнечных крупномасштабных структур как в короне, так и в распределении фотосферных магнитных полей. Подготовлена и успешно проведена экспедиция по наблюдению полного солнечного затмения 2008г. в район г. Новосибирск. Получены интерферограммы зелёной корональной линии Fe XIV 5304 A, красной корональной линии Fe X 6374 A, в линиях Са II 3933 A и Н_alpha 6563 A, а также интерферограммы для поиска свечения Na I в области сублимации околосолнечной пыли. По этим и другим результатам за отчетный период опубликованы 40 научных статей, 46 тезисов докладов; сотрудники приняли участие в 27 крупных конференциях, в том числе приглашенных докладов 9.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".