![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
В проекте предполагается исследовать, какой была активность Солнца в эпохи, удалённые от нашего времени на миллиарды лет. Основой для рассмотрения является информация о современной солнечной активности и физических процессах на звёздах, близких по своим основным характеристикам к солнечным. Вначале будет рассмотрена совокупность активных F, G и K звёзд малых масс и обосновывается их разделение на более молодые объекты с насыщением активности и звёзды с более низким уровнем активности. Это разграничение происходит при периодах осевого вращения около 10 дней, что соответствует возрасту звезды главной последовательности солнечной массы около полутора миллиардов лет. Мы развиваем наши представления об эволюции активности F, G и K карликов, дополняя сопоставление индексов корональной и хромосферной активности данными о запятнённости и рассматривая зависимости индексов активности от периодов вращения отдельно для каждого спектрального класса. Будут обобщены данные о соотношении между длительностью циклов и периодами осевого вращения и определены физические условия формирования регулярной циклической активности. Мы намерены построить серию моделей солнечного динамо для нескольких характерных эпох эволюции молодого Солнца. Далее анализ будет относиться к молодому Солнцу – G звезде, у которой только что установилась активность солнечного типа. Это подразумевает умеренное количество пятен, определённое соотношение между вкладом крупномасштабного и локального (мелкомасштабного) магнитного полей в формирование активности, развитие циклов. Мы будем использовать оптические наблюдения КА Кеплер для детального изучения запятнённости и мощных нестационарных процессов с полной энергией, превышающей 3х10^33 эрг, – супервспышек. Как и в более ранних работах, мы оцениваем частоту таких событий и указываем, что супервспышки происходят не только на самых молодых звёздах, но и на звёздах с периодами вращения 12–16 дней, т.е. на молодом Солнце в возрасте 1–2 млрд лет. Мы сопоставляем характеристики мощных вспышек на современном Солнце с явлениями на вспыхивающих звёздах и молодом Солнце, проводим газодинамическое моделирование таких событий. Результаты будут сопоставлены с наблюдениями магнитных полей на молодых G звёздах для выяснения вопроса о том, насколько корональные выбросы массы и собственно супервспышки близки по природе к явлениям на современном Солнце. По-видимому, ряд самых мощных из наблюдаемых на G звёздах событий имеют природу, отличающуюся от солнечной. Предлагаемые исследования позволят оценить уровни потоков излучения, звёздного ветра и ускоренных частиц в эпоху формирования активности солнечного типа. Это представляет интерес не только с точки зрения астрофизики, но и для междисциплинарных исследований.
Исследована связь между магнитными полями маломассивных звёзд и характером активности в различных слоях атмосферы. Показано, что существуют два семейства звёзд - с насыщением активности, и с процессами, аналогичными развивающихся на современном Солнце. Разработан метод оценки верхней границы полной энергии вспышек, которые могут возникать на различных поздних звёздах. Это позволяет уточнить характер активности Солнца на разных этапах эволюции G звезды. Рассматривая процессы активности в атмосфере как результат развития динамической системы, мы оцениваем условия, при которых изменения активности становятся регулярными. Изучение эволюции активности маломассивных звёзд дало возможность определить, что при возрасте около 1 миллиарда лет на G и K карликах устанавливается устойчивый цикл активности, аналогичный известному одиннадцатилетнему циклу на Солнце и существующий в течение нескольких миллиардов лет. Конкретизирован уровень активности звезды солнечной массы в эпоху формирования цикла. Показано, что мощные вспышки на молодом Солнце серьезно влияли на геологическую историю Земли и её биосферу. Однако после установления цикла они стали происходить всё реже и реже, хотя в современную эпоху примерно раз в тысячу лет могут происходить нестационарные явления, способные серьёзно нарушить работу техники на Земле и околоземном пространстве.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Молодое Солнце: формирование цикла и вспышечная активность |
Результаты этапа: К концу первого года выполнения проекта для определения характера активности молодого Солнца планируется: завершить работу по идентификации двух семейств поздних звезд с насыщением и более низким уровнем активности; выявить эпоху установления активности солнечного типа; оценить степень запятнённости G звезд различного возраста и проанализировать эти данные совместно с индексами активности хромосфер и корон; проанализировать свойства запятнённых звезд типа BY Dra и рассмотреть вопрос о развитии циклических изменений яркости их блеска; исходя из оптических данных КА Kepler о мощных нестационарных процессах и появившихся наблюдений магнитных полей поздних звёзд, оценить потоки микроволнового излучения супервспышек. | ||
2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Молодое Солнце: формирование цикла и вспышечная активность |
Результаты этапа: Основное внимание во второй год выполнения проекта уделено выяснению уровня и характера активности, начиная с времени прихода звезды солнечной массы на главную последовательность до настоящего времени. После стадии гравитационного сжатия на быстро вращающейся звезд развивается высокая, но нерегулярная активность. Такая активность сохраняется сотни миллионов лет и существует в режиме насыщения, при котором рентгеновская светимость ограничена и не зависит от осевого вращения. Постепенное торможение звезды сопровождается изменением характера активности, и режим насыщения сменяется развитием активности солнечного типа. Ранее по рентгеновским данным для всех G, K и M звёзд был уже определён период вращения, когда происходят эти изменения. В 2016 г. мы модифицировали метод анализа рентгеновских данных, что позволило нам выявить этот критический период отдельно для каждого из этих спектральных классов. Это оказывается особенно важным для молодой G звезды с массой Солнца, у которой активность солнечного типа появляется уже при периоде вращения, несколько превышающим 1 день. Тем самым появилась основа для выявления различий в характере активности Солнца в разные эпохи её эволюции: в возрасте от 100-300 млн лет до 1.5 млрд лет (Baby Sun) и от 1.5 до 2.5 млрд лет (Young Sun). Данные КА Kepler позволили уточнить не только относительную площадь пятен, вспышечную активность, а также особенности долговременной переменности для десятков тысяч поздних звёзд. Для эпохи Baby Sun мы дали оценку коротковолнового излучения в диапазоне 1350-1750 A: соответствующие потоки излучения превышают почти в 6 раз величины, которые наблюдаются в максимум циклов активности современного Солнца, а для эпохи Young Sun не более 2 раз. Сложный характер оптической переменности изучен на примере звезды V833 Tau – быстро вращающемся К карлике с высоким уровнем активности, близким к насыщению с циклом около 19 лет, так и по нескольким звёздам Kepler’а с не очень регулярными циклами 1–3 года. Изучение систематического изменения наклона биполярных областей к экватору в течение трёх солнечных циклов позволяет оценить величину альфа-эффекта в теории динамо. Наш новый анализ спектров 150 поздних звёзд позволил подтвердить обнаруженную нами ранее корреляцию обилия лития и уровня активности для достаточно молодых быстро вращающихся звёзд, что явилось дополнительным фактором гирохронологии. Это существенно для объяснения большого разброса обилия лития в G звёздах с супервспышками. Полученные нами результаты востребованы при анализе эволюции солнечной планетной системы, Земли и биосферы на ранних стадиях их развития. | ||
3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Молодое Солнце: формирование цикла и вспышечная активность |
Результаты этапа: |
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".