Введение к работе
Актуальность темы. Комплексы активности на Солнце (далее КА) – крупномасштабные долгоживущие магнитные образования, представляющие собой физические системы из активных областей (далее АО), одновременно и последовательно возникающих поблизости друг от друга. КА впервые описаны в 1965 году, но до сих пор не подвергались комплексному систематизированному исследованию. Эти структуры, представляющие собой специфический уровень организации солнечной активности, являются наиболее геоэффективными образованиями на Солнце. Крупные АО, входящие в состав КА, являются местами локализации наиболее мощных солнечных вспышек. Ряд наблюдаемых особенностей мощных вспышек, сопровождаемых корональными выбросами массы (далее КВМ), позволяет связать указанные особенности со специфической структурой сложных магнитных полей КА. Формирование низкоширотных корональных дыр на месте распадающихся КА указывает на связь высокоскоростных потоков солнечного ветра с КА на завершающей стадии развития последних. Существенно, что многие важные свойства КА, включая их геоэффективность, отражают коллективное свойство этих систем и не могут быть выведены из свойств индивидуальных АО. Таким образом, КА представляют собой основной элемент солнечной активности, воздействующий на космическую погоду. С этой точки зрения, КА являются важным объектом для исследования. Изучение закономерностей возникновения, пространственно-временного распределения на солнечной поверхности, эволюции на разных фазах солнечного цикла, особенностей геоэффективных проявлений, а также физической сущности феномена КА не только составляет важное направление фундаментальных исследований для углубления понимания механизмов солнечной активности, но и дает возможность на практике использовать их результаты для прогноза параметров космической погоды.
Цель работы. Работа нацелена на всестороннее исследование феномена КА на Солнце, включая феноменологическое описание, изучение пространственно-временного распределения этих образований на Солнце в течение солнечного цикла, их типичных морфологических и эволюционных характеристик, особенностей продуцирования крупных вспышек, создание модели КА, а также разработку и испытание методики ранней идентификации КА (в течение первого месяца существования).
Научная новизна. В работе получены и систематизированы новые данные о свойствах крупномасштабных долгоживущих образований на Солнце (КА) по данным наземных и внеатмосферных наблюдений в оптическом и коротковолновом диапазонах спектра электромагнитного излучения Солнца.
В частности, впервые
- идентифицированы, классифицированы и каталогизированы КА на протяжении почти трех циклов солнечной активности. Предложен и обоснован индекс мощности КА, с его использованием построены временные ряды, описывающие квазипериодические вариации мощности КА в циклах солнечной активности. Выявлены закономерности развития КА в течение цикла. Определены типичные эволюционные траектории КА в индексах мощности. Получено распределение КА по продолжительности жизни;
- описана структура КА по хромосферным данным. С использованием новой терминологии, введенной для описания элементов структуры КА, предложена схема, связывающая факт существования КА с крупномасштабной долгоживущей конвективной ячейкой, занимающей все пространство от фотосферы до дна конвективной зоны;
- изучены особенности пространственно-временного распределения КА на солнечной поверхности. Обнаружен эффект долготного дрейфа зоны возникновения ядер КА со временем. Выявлен «эффект дополнительности» и определены параметры южно-северной асимметрии расположения КА по полушариям;
- показана статистическая связь КА с наиболее мощными протонными вспышками;
- описаны новые феноменологические элементы структуры мощных вспышек в КА. Создан сценарий единого события «вспышка- корональный выброс массы» в КА;
- обнаружен и статистически доказан эффект «дальнодействия» КА, связанный с появлением вспышек на больших удалениях (30-40 от ядра КА) и через значительные промежутки времени (2-3 солнечных оборота) после исчезновения пятенных проявлений ядер КА;
- статистически доказана связь ядер КА с низкоширотными корональными дырами.
Научная и практическая ценность работы. Разработан метод описания и идентификации КА, введены специальные индексы, модернизирована шкала значений индекса мощности КА, выявлен ряд закономерностей структуры и эволюции КА, а также их вспышечной деятельности. Созданный и продолжающийся каталог ядер КА может быть использован специалистами в области гелиофизики для анализа проявлений солнечной активности и совершенствования методики прогноза крупных геоэффективных возмущений на Солнце. Результаты, полученные в диссертации, могут быть применены для модернизации существующих моделей и механизмов солнечной активности.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка использованных источников. Общий объем диссертации 283 страницы (основной текст - 260 страницы и список литературы - 23 страницы), включая 18 таблиц и 127 рисунков. Список литературы содержит 355 наименований.
