ИСТИНА

Значения физических параметров плазмы, составляющей атмосферу Солнца, изменяются в широком диапазоне в зависимости от локализации в пространстве и внешних условий, важнейшим из которых является магнитное поле. Магнитное поле Солнца играет доминирующую роль во всех процессах, протекающих в солнечной атмосфере. Вдоль магнитных трубок происходит преимущественная передача тепла, взаимодействие магнитного поля с плазмой приводит к возникновению большого разнообразия магнитогидродинамических (МГД) волн. За возникновение ярчайших событий в солнечной атмосфере - солнечных вспышек - ответственна реализация свободной магнитной энергии. Проект направлен на формирование целостного представления о физических процессах, происходящих в плазме солнечной атмосферы.

1) Законы сохранения на поверхности разрыва в идеальной магнитной гидродинамике (МГД) допускают возможность смены типа разрыва при постепенном (непрерывном) изменении условий течения плазмы. При этом должны существовать так называемые переходные решения, удовлетворяющие одновременно двум типам разрывов. На основе полной системы граничных условий для уравнений МГД получен конкретный вид переходных решений, а также выражение, в явном виде описывающее изменение внутренней энергии плазмы, протекающей через разрыв. Это позволило, во-первых, построить обобщенную схему незапрещенных переходов между МГД разрывами, а во-вторых, исследовать зависимость нагрева плазмы от значений плотности и конфигурации магнитного поля вблизи поверхности разрыва. Изучена возможность нагрева “сверх-горячей” (с электронной температурой больше 10 кэВ) плазмы в солнечных вспышках. Показано, что наилучшие условия для такого нагрева осуществляются в окрестности пересоединяющего токового слоя, обеспечивающего выделение энергии во вспышке. Представлен обзор современного состояния теории МГД разрывных течений и ее приложений к физике магнитного пересоединения в астрофизической плазме, лабораторном и численном моделировании. Акцент сделан на изучении непрерывных переходов между разрывами различных типов. Описаны свойства пересоединяющего токового слоя Сыроватского и показана возможность распада токового слоя на систему МГД разрывов. В рамках аналитической модели магнитного пересоединения произведен анализ системы ударных волн, связанных с токовым слоем. (Леденцов Л.С., Сомов Б.В. Успехи Физических Наук, 2015. Ledentsov L.S., Somov B.V. Advances in Space Research, 2015). 2) Предложена аккуратная аналитическая модель источника жесткого рентгеновского излучения вспышки в виде «толстой мишени» с обратным током. В качестве примера рассмотрена белая вспышка 6 декабря 2006 года, которая наблюдалась в оптическом и рентгеновском диапазонах с высоким пространственным разрешением. В рамках классической модели толстой мишени для объяснения интенсивности излучения главной вспышечной ленты в жестком рентгеновском диапазоне необходима огромная плотность потока энергии (порядка 10^12 эрг см^-2 с^-1), переносимой ускоренными во вспышке электронами. Современные кинетические модели, описывающие процесс распространения столь больших потоков ускоренных электронов в плазме короны и хромосферы Солнца, должны учитывать не только столкновения с тепловыми электронами и протонами плазмы, но и электрическое поле обратного тока. Их принципиальной особенностью, в отличие от одномерной классической модели толстой мишени, является двумерность в пространстве скоростей. Для вспышки 6 декабря 2006 года с помощью предложенной модели получена оценка плотности потока энергии ускоренных электронов (порядка 10^13 эрг см-2 с-1), что на порядок превышает значения, полученные в приближении классической модели, и является основным результатом. Кроме того, получены характеристики микроволнового излучения, генерируемого в короне. (Грицык П.А, Сомов Б.В. Письма в Астрономический Журнал, 2014). 3) Для различных скоростей потока плазмы, задаваемых на нижней границе переходного слоя, рассчитаны зависимости плотности, давления и скорости течения плазмы от еѐ температуры вдоль магнитной трубки, один конец которой находится в хромосфере, а другой - в короне. В случае, когда гравитацией можно пренебречь, эти зависимости получены в аналитическом виде. Показано наличие трех диапазонов скорости, для которых: (а) возможно возбуждение ударных волн в переходном слое, (б) переходный слой можно рассматривать в классическом столкновительном приближении, (в) процесс нагрева плазмы в переходном слое близок к режиму p = const, а рассчитанное жесткое ультрафиолетовое (EUV) излучение хорошо согласуется с современными спутниковыми наблюдениями. На основе полученных результатов сделан вывод, что в общем случае, при наличии потока плазмы, спокойный переходный слой между короной и хромосферой следует рассматривать в классическом приближении кулоновских столкновений. (Птицына О.В., Сомов Б.В. Вестник Московского Университета, 2015).