Введение к работе
Актуальность
Интерес к исследованию Солнца связан с тем влиянием, которое оно ока зывает на атмосферу Земли, на ее биосферу и техносферу, обуславливая їісс многообразие солнечно-земных связей. Необходимость изучения этих связей, а та.кжс открытие в последние годы более тысячи звезд поздних спектральных классов, демонстрирующих разные уровни активности солнечного типа, повышает интерес к исследованию процессов, происходящих на Солнце.
В ходе исследования активных поздних звезд возникла актуальная проблема, связанная с выяснением- причин формирования их внешних атмосфер, линтенпых вообще какой-либо активности. Прежде всего представляет интерес выяснить причины формирования внешних слоев, более горячих, чем фотосфера. Кроме того, спокойная атмосфера служит фоном для последующего развития всевозможных активных процессов.
Спокойное Солнце и корональные дыры на Солнце являются наиболее удачными примерами спокойных внешних атмосфер: из-за сравнительной близости Солнца их можно исследовать наиболее подробно во всех диапазонах электромагнитного излучения.
Под спокойным Солнцем подразумевают наиболее простое состояние сол нечной атмосферы, когда по совокупности наблюдательных данных в оптическом диапазоне не зарегистрированы какие либо проявления активности (группы пятен, флоккулы, волокна, вспышки). Корональные дыры (КД) - крупномасштабные долгожииующие образования в солнечной короне с открытой магнитной конфигурацией, с более низкими, чем в окружающей атмосфере невозмущеиного Солнца, плотностью, температурой и градиен том температуры на границе верхней хромосферы и нижней короны.
Исследование спокойного Солнца и короналышх дыр является актуальным, т.к. способствует решению таких важных проблем солнечной физики как структура и физические условия в солнечной короне, выделение и перенос энергии в солнечной атмосфере и нагрев спокойной короны, вращение и эволюция крупномасштабного магнитного ноля, формирование потоков солнечного ветра. То обстоятельство, что КД являются источниками высо коскоростного солнечного ветра, воздействующего на магнитосферу Земли, обуславливает также практическую значимость исследований КД.
В данной диссертационной работе представлены результаты исследова-
ний корональних дыр и окружающих их областей спокойного Солнца в микроволновом диапазоне (2-32 см) на радиотелескопе РАТАН-600 в течение последнего минимума солнечной активности, между 22 и 23 циклами. Широкий частотный диапаозон и высокое пространственное и частотное разрешение этого инструмента позволяет изучать параметры солнечной атмосферы в большом интервале высот от хромосферы до короны.
В течение последнего времени получен огромный объем информации в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах со спутников Yohkoh и SoHO. Это позволяет изучать изменение физических характеристик плазмы в спокойных областях на Солнце в ходе цикла в коротковолновом диапазоне в совокупности с радионаблюдениями на РАТАН-600. Сопоставление радиоданных с изображениями диска.Солнца, полученных со спутников, позволяет увидеть трехмерную структуру солнечной атмосферы в КД и спокойном Солнце. Кроме того, уникальность наблюдений Солнца в радиодиапазоне состоит в возможности измерения магнитных полей на уровне короны, чего не дают наблюдения в других энергетических диапазонах. Это представляется важным при исследовании КД как униполярных областей магнитного поля.
Целью работы является сравнительный анализ физических условий в спокойном Солнце и корональных дырах и их циклических изменений на основе регулярных многочастотных наблюдений Солнце в микроволновом диапазоне, полученных на радиотелескопе РАТАН-600 с высоким пространственным и частотным разрешением. Это включает в себя:
исследование характеристик микроволнового излучения спокойного Солнца и их изменений в ходе цикла солнечной активности;
исследование корональных дыр на фоне невозмущенного Солнца на основе наблюдений, проведенных в эпоху глубокого минимума солнечной
" активности между 22 и 23 циклами: определение контрастов КД, спектров яркостных температур, исследование радиоразмеров КД в диапазоне 2-30 см;
исследование магнитного поля в корональной дыре на уровне нижней короны;
сравнение характеристик, полученных для спокойного Солнца и КД за два прошедших цикла солнечной активности;
проведение сравнительного анализа физических условий в КД и спо-
коитгом Солнце.
Научная новизна работы заключается в том, что "1. Надежно выявлена циклическая вариация радиоизлучения спокойного Солнца is диапазоне S-32 см, ее отсутствие на более коротких волнах сантиметрового диапазона, а также повторяемость основных параметров радиоизлучения спокойного Солнца в нескольких фазах минимума активности.
-
Обнаружено, что спектры яркосгныхтемператур КД в микроволновом диапазоне (2-20 см) в фазу минимума между 22 и 23 циклами активности совпали с аналогичными спектрами КД, полученными по наблюдениям в предыдущем минимуме; установлено, что контраст КД на фоне спокойного Солнца меняется в ходе цикла.
-
Обнаружен различный характер зависимости радиоразмеров изолированных экваториальных корональних дыр от длины волны (от высоты над фотосферой), что в совокупности с данными в других энергетических диапазонах свидетельствует о различной конфигурации магнитных полей вКД.
1. Впервые 15 микроволновом диапазоне зарегистрировано поляризованное но кругу излучение КД и оценена напряженность магнитного ноля (продольной составлятощей) r пей на уровне нижней короны.
Научное и практическое значение
Исследование характеристик КД и спокойного Солнца важно для понимания механизма нагрева солнечной короны, механизмов формирования потоков солнечного ветра, природы крупномасштабных магнитных полей Солнца.
Исследование циклических вариаций радиоизлучения спокойного Солнца и корональних дыр дает представление об изменении'физических па^ раметров солнечной атмосферы в ходе цикла активности, что важно для понимания природы солнечной цикличности.
Полученные характеристики микроволнового излучения корональных дыр и спокойного Солнца являются основой для разработки и совершенствования моделей солнечной атмосферы, а также могут быть использова ны при интерпретации результатов, наблюдений-,полученных как в радиодиапазоне на других инструментах, так и в других энергетических диапазонах.
Результаты исследований циклических вариаций уровня спокойного Солнца должны учитываться при обработке наблюдательных данных, полученных на РАТАН-600, при изучении различных объектов на Солнце (источников S-компоненты, всплесков и др.).
Апробация работы
Результаты диссертации докладывались на коллоквиуме MAC N 153, Токио, май 1995; рабочем совещании "Radio Emission from the Stars and the Sun", Барселона, Испания, 3-7 июля 1995; XXVI Всероссийской радиоастрономической конференции, Санкт-Петербург, сентябрь 1995; Всероссийской конференции по физике Солнца, Москва, 6-8 декабря 1995 г.; конференции "Современные проблемы солнечной цикличности", посвященная памяти М.Н.Гневышева и А.И.Оля, С.-Петербург, "Пулково, 26-30 мая 1997 г.; XXX YERAC (Конференции молодых европейских радиоастрономов), Польша, Краков, 14-19 сентября 1997 г.; XXVII Радиоастрономической конференции, С.-Петербург, 10-14 ноября 1997 г.; IV съезде Астрономического Общества, Москва, 18-20 ноября 1997 г.; рабочем совещании CESRA, Финляндия, Эспо, июнь 8-13, 1998 г.; конференции "Физика Солнца", Крым, 8-12 июня 1998 г.; конференции "Новый цикл активности активности Солнца: наблюдательный и теоретический аспекты", С.-Петербург, Пулково, 26-30 июня 1998 г.; конференции "Достижения и перспективы солнечной радиоастрономии", С.-Петербург, 5-10 октября 1998 г.; конференции "Вибрані питання астрономмі та астрофізики", Львов, Украина, 3-5 ноября 1998 г.; рабочем совещании SOHO-8, Париж, Франция 22-25 июня 1999 г., а также на научных семинарах в ГАО РАН и в ИЗМИРАН.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем работы