Глава
Особенности поведения микроволнового излучения активных областей на Солнце перед корональными выбросами массы
Солнечные вспышки и корональные выбросы массы (CME) - самые мощные проявления солнечной активности. Оба явления связаны с эволюцией пространственной структуры магнитных полей активных областей (АR). Известно, что не все мощные вспышки сопровождаются CME. В некоторых случаях наблюдаются CME, связанные со всплесками очень низкой интенсивности. Но в то же время наблюдательные признаки, определяющие способность АR вызывать извержение вещества из АR в высокие слои солнечной короны до сих пор не ясны. Это затрудняет понимание физического механизма инициирования извержения (триггера CME). Цель работы заключается в поиске наблюдательных признаков начала эруптивного процесса. Для этого мы провели сравнительный анализ предвспышечных и вспышечных условий для 6 вспышек, сопровождавшихся CME, и 5 событий, не сопровождавшихся CME.
В книге
Сборник содержит доклады, представленные на XXII Всероссийскую ежегодную конференцию по физике Солнца «Солнечная и солнечно-земная физика – 2018» (8 – 12 октября 2018 года, ГАО РАН, Санкт-Петербург). Конференция проводилась Главной (Пулковской) астрономической обсерваторией РАН при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, секции «Солнце» Научного совета по астрономии РАН и секции «Плазменные процессы в магнитосферах планет, атмосферах Солнца и звёзд» Научного совета «СолнцеЗемля». Тематика конференции включала в себя широкий круг вопросов по физике солнечной активности и солнечно-земным связям. В конференции принимали участие учёные Российской Федерации, Болгарии, Украины, Казахстана, США.
Радио-наблюдения позволили нам выявить долго-живущие (2-5 дней) межпятенные источники (МПИ), центры которых часто расположены над нейтральной линией магнитного поля, разделяющей головную и хвоствоую части всей активной области (МПИ первого типа, МПИ-I) или над нейтральной линией, разделяющей магнитные полярности сложных пятен (МПИ второго типа, МПИ-II). МПИ-I и МПИ-II демонстрируют гироциклотронные или гиросинхротронные спектры, более динамичное предвспышечное поведение, чем МПИ-III с тепловым тормозным излучением в спокойных (невспышечных) активных областях. Предложена качественная модель "трех магнитных потоков", объясняющая возникновение ускоренных частиц в МПИ и их продолжительное существование.
В этой статье мы описываем пространственную структуру и временные характеристики микроволнового излучения активной области 12673 во время быстрых изменений магнитного потока 4 сентября 2017 года, используя данные наблюдений на радиогелиографе в Нобеяме. Показано, что микроволновое излучение испытывает экстремально динамичное изменение пространственного распределения радиояркости так же, как и сильно нестационарное, импульсивное излучение из специфической области, где впоследствии возникла вспышка класса М1.2. Из сравнения карт микроволнового и ультрафиолетового излучения показано, что сильная нестационарность микроволнового излучения возникала из мест пересечения магнитных петель, видимых в ультрафиолете.
Мы исследовали ряд солнечных активных областей, используя микроволновые наблюдения с дву-мерным пространственным разрешением. Данные радиогелиографов в Нобеяме, Япония (NoRH) и Сибирского Солнечного Радиотелескопа, Бурятия (ССРТ) совместно с данными магнитографа Michelson Doppler Imager (MDI) на борту Солнечной и Гелиосферной обсерватории SOHO позволили нам идентифицировать долгоживущие межпятенные источники (МПИ) в большинстве исследованных активных областей. Их центры часто располагаются над нейтральной линией магнитного поля, которая разделяет лидирующую и последующую полярности всей активной области (первый тип МПИ) или над линией инверсии магнитного поля, разделяющей магнитные полярности внутри комплекса пятен (второй тип МПИ). МПИ первого типа - протяженные источники, в основном, теплового тормозного излучения. МПИ второго типа - компактные источники, наиболее вероятно, гирорезонансной или гиросинхротронной природы. Мы предлагаем качественную модель трех магнитных потоков для объяснения генерации долгоживущих МПИ.
В данной работе анализируется радиоизлучение АО 12242 перед вспышками M1.5 (начало 00:55UT, максимум 01:00, конец 02:13) и M8.7 (начало 04:23UT, максимум 04:42, конец 06:38) 17 декабря 2014 г., когда рассматриваемая АО находилась вблизи центрального меридиана. Примерно за 60 ми- нут перед большой (к большим вспышкам можно отнести вспышки класса M5 и выше) вспышкой M8.7 становятся четко выраженными колебания с периодом около 10 минут. В случае с более слабой вспышкой M1.5 коле- бания радиоизлучения перед вспышкой не так ярко выражены. Однако, видно, что характер временного профиля заметно изменяется примерно за 40 минут перед вспышкой, и в нем можно выделить колебания с периодом немного больше 10 минут.
Таким образом, проанализирован еще один случай, подтверждающий наличие связи между характером колебаний микроволнового излучения АО и вспышечной активностью. Выявлены два случая повышения мощности колебаний микроволнового излучения АО с периодами около 10 минут перед вспышкой. В одном случае, для вспышки большой мощности (M8.7), предвспышечные колебания выражены довольно четко. В другом, для бо- лее слабой вспышки (M1.5), колебания выражены слабее, но, тем не менее, изменение характера колебаний перед вспышкой проявляется. Возможно, обнаруженный эффект можно рассматривать как предвестник солнечной вспышки, и исследование подобных событий может как пролить свет на проблему энерговыделения в солнечных вспышках, так и позволит развить новые критерии прогноза вспышек.
Излучение микроволновых источников на частоте 17 ГГц над солнечными пятнами дает информацию о параметрах солнечной плазмы в областях с магнитным полем B ~ 2000 Гс в переходной зоне между хромосферой и короной. Короткопериодические (с периодами в несколько минут) колебания микроволнового излучения активных областей (АО) Солнца отражают волновые процессы в магнитных трубках пятен. Представлен анализ короткопериодических колебаний микроволнового излучения АО NOAA 12242 перед двумя вспышками 17 декабря 2014 г. Анализ выполнен на основе радиокарт Солнца, полученных на радиогелиографе Нобеяма с двумерным пространственным разрешением 10ʺ–15ʺ в нестандартном режиме синтеза с временным интервалом между изображениями и временем усреднения 10 с. Обнаружено, что примерно за 40–50 мин до вспышки M1.5 (01:00 UT) наблюдалось усиление мощности колебаний микроволнового излучения с периодом чуть больше 10 мин. В тот же день примерно за 60 мин до вспышки M8.7 (04:42 UT) наблюдалось усиление мощности десятиминутных колебаний. Обнаруженный эффект подобен выявленному ранее независимо двумя авторскими коллективами эффекту для трехминутных колебаний, а именно, за 15–20 мин до радио-всплеска, сопровождающего вспышку, наблюдалось резкое увеличение мощности трехминутных колебаний. Эффект может быть интерпретирован как связь МГД-волн, распространяющихся вдоль силовой трубки пятна с началом солнечной вспышки.
В данном исследовании мы расмотрели активную область АО 09415 23-го цикла солнечной активности, наблюдавшуюся с двумерным пространственным разрешением на трех частотах: 17 и 34 ГГц на радиогелиографе в Нобеяме (NoRH) и на 17 ГГц на Солнечном Сибирском Радиотелескопе (SSRT). Мы обнаружили быстрое развитие компактного микроволнового источника над нейтральной линией магнитного поля ведущего пятна (NLS-источник) за несколько часов до вспышки X-класса. Положение этого источника связано с областью максимального градиента магнитного поля на фотосфере.
Сборник содержит доклады, представленные на Всероссийской ежегодной кон- ференции «Солнечная и солнечно-земная физика – 2013» (XVII Пулковская конферен- ция по физике Солнца, 25–27 сентября 2013 года, Санкт-Петербург, ГАО РАН) – при- соединенного симпозиума к Всероссийской конференции «Многоликая Вселенная» (ВАК-2013). Конференция проводилась Главной (Пулковской) астрономической обсер- ваторией РАН при поддержке секции «Солнце» Научного совета по астрономии РАН и секции «Плазменные процессы в магнитосферах планет, атмосферах Солнца и звезд» Научного совета «Солнце – Земля», а также при поддержке Российского фонда фунда- ментальных исследований, программ Президиума РАН, Отделения Физических Наук РАН, гранта поддержки ведущих научных школ России НШ-1625.2012.2. Тематика конференции включала в себя широкий круг вопросов по физике сол- нечной активности и солнечно-земным связям. В конференции принимали участие учёные Российской Федерации, Украины, Польши, Финляндии, США, Японии, Израиля, Азербайджана, Германии.
Сборник содержит доклады, представленные на XXI Всероссийскую ежегодную конференцию по физике Солнца «Солнечная и солнечно-земная физика – 2017» (9 – 13 октября 2017 года, ГАО РАН, Санкт-Петербург). Конференция проводилась Главной (Пулковской) астрономической обсерваторией РАН при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, секции «Солнце» Научного совета по астрономии РАН и секции «Плазменные процессы в магнитосферах планет, атмосферах Солнца и звёзд» Научного совета «Солнце- Земля». Тематика конференции включала в себя широкий круг вопросов по физике солнечной активности и солнечно-земным связям. В конференции принимали участие учёные Российской Федерации, Ав- стралии, Великобритании, Италии, Финляндии, Украины.