Введение к работе
Актуальность проблемы. Открытие высокой температуры солнечной короны поставило перед теоретикам исключительно сложную задачу, которая до скх пор окончательно не решена. Более тридцати, лет интенсивно разрабатывалась теория нагрева короны акустическим шумом, генерируемым солнечной конвективной зоной. Считалось, что звуковые волны, возбувдаевде конвективными дви-т кенаями, в атмосфере Солнца трансформируются в ударные волны, которые и нагревают корону до температуры порядка миллиона градусов. Однако к началу 80-х годов было установлено, что этот механизм обеспечивает нагрев лишь самих нижних слоев хромосферы. Одновременно о этим, пришло понимание и того, что высокая температура короны теснейшим образом связана с наличием корональних магнитных полей, и поэтому в последующие годы основные усилия были сосредоточены на разработке электродинамических теорий.нагрева короны переменными /МГД волны/ и постоянными /тиринг-неустоачивость/ токами, в основа которых лежит теория резонансного поглощения волн [1,2] и теория пересоединения магнитного поля [3f4] соответственно.
Теория нагрева короны постоянными токами довольно- быстро столкнулась с принципиальными трудностями, которые пока так и не удалось преодолеть, тогда как теория нагрева короны МГД волнами, несмотря на отсутствие общей теории резонансного поглощения ролн, о каждым годоы привлекала все большее внимание специалистов. Однако о середины 80—х годов построение общей теории резонансного поглощения І.ІГД волн приобрело особую актуальность,
так как в ряде работ [5, б] были выдвинуты доводы, ставящие под сомнение физическую реальность механазыа резонансного поглощения. .
другой, не менее актуальной для физики Солнца, является проблема солнечной активности, одним из важнейших элементов которой являются пятна. Открытие 5-ыин. колебании на Солнце побудило исследователей к изучению колебаний в пятнах. Подобно гелиосейсмологии, изучение колебаний в пятнах открывает воз-моаность глубокого зондирования недоступных для пряка наблюдений слоев солнечных пятен, что не только позволит уточнить наши представления о строении пятен, но и послужит надежной основой для теории солнечной активности.
. Таким образом, актуальность настоящих исследований определяется следующими положениями:
1. необходимостью разработки теории нагрева короны Солнца и
других звезд, и в связи с этим - построения общей теории резо
нансного поглощения волн, легащей в основе теории нагрева ко
роны переменными токами}
2, недостаточностью наших знаний о природе колебаний и механизме
охлаждения пятен.
Целью работы является:
-
разработка теории резонансного поглощения КГД волн в среде с магнитным полем, имеющим малую составляпцую вдоль неоднородности среды, и на ее основе дальнейшее развитие теории нагрева короны;
-
разработка аффективного численного метода анализа волн в одномерно-неоднородных средах и расчет собственных колебаний тени солнечных пятен.
Цаучнвч новизна. В диссертации разработана общая теория резонансного поглощения МГД волн на касповом и альфвеновском резонаноных уровнях. Преддогшн новый кэханизм нагрева короны солнечными 5-шш. колебаниями. Впервые для расчета распространения волн в одномерно-неоднородных средах использован метод Хальмарсона, дополненный методом "двойной прогонки", что, практически, является новым и исключительно мощным средством расчета распространения волн в неоднородных оредах. Выполнены раочеты низкочаототных собственных колебаний тени пятна с уче том линейного взаимодействия волн. Проведен детальный анализ всех ветвей опектра собственных колебаний тени пятна.
Научная и практическая ценность. Полученные результаты по теории резонансного поглощения ЫГД волн являются надежным фундаментом не только для теории нагрева короны Солнца и других звезд переменными токами, но и для экспериментальных исследований по дополнительному нагреву плазмы в установках по управляемому термоядерному синтезу. Полученные в работе результаты по колебаниям в пятнах могут быть использованц для уточнения наших представлений о строении солнечных пятен и, прежде всего, глубоких их слоев, структурой которых определяется спектр низкочастотных / о-мин, / колебаний. Предложенный численный метод может быть использован практически в любых отраслях науки и техники там, где возникает необходимость расчета распространения линейных волн в неоднородных средах, в частности, и в теории линейной трансформации мГД волн, в тех случаях, когда нельзя воспользоваться аналитическими резуль- ' татами, полученными в диссертации, например, при углах наклона магнитного поля существенно больших критического.
Полученные результаты могут бить использованы в ИЗМИР АН СССР, СибИЗШР АН СССР, ГАИШ, КрАО АН СССР, ИФЗ АН СССР и других учреждениях, занимающихся теорией нагрева короны, изучением о-ыин, колебаний, а также отроением и эволюцией солнечных пятен.
1, Теорию резонансного поглощения МГД волн в среде с магнитным полем, имеющим малую составляющую вдоль неоднородности среды.
2Ч Результаты изучения распространения альфвеновских р-волн в среде с магнитный полем, параллельным неоднородности среды.
-
Результаты аналитического и численного исследования колебаний в тени солнечных пятен.
-
Численный метод расчета распространения волн в одномерно-неоднородных средах.
Апробашя работы. Результаты, полученные в диссертации, докладывались и обсуждались на семинарах ОФС и астрофизических семинарах ГАО АН СССР, регулярно докладывались на научных семинарах рабочей группы "Волны в атмосфере Солнца" / Рига 1985г., Рига 1986г., Новосибирск 1987г., Тбилиси 1988г./, по различным вопросам, затронутым в диссертации, были сделаны доклады на Всесоюзных конференциях по физике Солнца / Кисловодск 1979г., Алма-Ата 1987г., Ашхабад 1990г./, на международном совещании "Наземные и космические наблюдения короны" / Ленинград 1990г./.
Структура и объем диссертации. Личный вклад автора. Диссертация состоит из Введения, трех глав, семи приложений и Заключения. Объем составляет 227 страниц, из них 21 рисунок и -таблиц. Список литературы содержит 164 наименования.
Все основные результаты, приведенные в дисоертации, в том Цжсла и те, о которых шла речь в разделе "Научная новизна", «случены непосредственно автором. В работах, выполненных в $оавтсротве, диссертанту принадлежит постановка задачи, анали-
їическяе результаты, выбор численного метода решения, анализ Ц формулировка результатов, а соавторам - составление программа, численный счет а анализ результатов.
