Владимировна исследование солнечных событий с отрицательными радиовсплесками с использованием данных радиометра уссурийской обсерватории

Полученные количественные оценки подтверждают, что наблюдавшиеся в событии 13.07.2004 волна Мортона, «волна EIT», радиовсплеск II типа и внешний край КВМ были проявлениями единой замедлявшейся корональной ударной волны, возникшей при эрупции волокна. В разделах 4.3 и 4.4 описаны разработанные методики измерений и аппроксимации данных. Сценарий события рассмотрен в разделе 4.5.

В событии 13.07.2004 и в событиях, рассмотренных в предыдущих главах, понижение яркости участков солнечного диска до уровня ниже квазистационарного вызвано поглощением части солнечного излучения в холодном экране. Таким экраном является плазма эруптивных волокон. В разделе 4.6 рассмотрены два возможных сценария экранировки. В первом случае форма и магнитная структура эруптивного волокна не претерпевают существенных изменений. Такое волокно, удаляясь от солнечной поверхности, расширяется, почти не теряя своей массы, и выглядит как движущийся экран, размеры которого растут, а непрозрачность падает. Вероятный пример такого сценария представляет событие 27/28.05.2003.

Во втором, аномальном сценарии эруптивное волокно существенно изменяет форму, а часть его вещества может рассеиваться по обширной солнечной поверхности, как произошло в событии 13.07.2004 и, предположительно, в событии 29.04.1998. Такой сценарий не исключен для события 01.01.2005, в котором площадь поглощавшего облака, наблюдавшегося в канале 304 , намного превышала размеры волокна. Рассеивание вещества происходит вдоль магнитных силовых линий, которые, по-видимому, не связаны с волокном до эрупции. Переброс холодной плазмы эруптивного волокна на эти внешние силовые линии возможен при пересоединении внутреннего, принадлежащего исходному волокну, и внешнего, коронального магнитных полей. Не исключено, что за счёт такого магнитного пересоединения эруптивное волокно преобразуется в облако фрагментов. В этом случае можно условно говорить о разрушении магнитной структуры эруптивного волокна или об аномальной эрупции.

Аномальные эрупции мало изучены по очевидным причинам. Рассеиваемое по большой площади вещество быстро становится невидимым в H из-за потери оптической толщины и выхода из полосы фильтра за счет эффекта Допплера. Изображения же в канале 304 , как правило, получались на SOHO/EIT с интервалом в 6 ч, вследствие чего вероятность регистрации таких явлений была низкой. Наблюдения SDO/AIA и STEREO/EUVI 2011 г. в канале 304 , обеспечивающие намного более высокое временное разрешение, демонстрируют события с обоими сценариями экранировки солнечного диска (15.02, 03–06 UT; 24.02, 07:20­–09:20 UT; 09.03, 22–23 UT).

В разделе 4.6 суммируются ожидаемые свойства событий с аномальными эрупциями. Аномальной эрупции должна благоприятствовать сложность магнитной конфигурации, особенно типа (события 29.04.1998, 27/28.05.2003 и 01.01.2005 произошли в -конфигура­ци­ях), и окружение активной области соседними. Аномальная эрупция спокойного волокна вне комплекса активности маловероятна. Эрупция волокна может сопровождаться достаточно мощной вспышкой, серджами или спреями. При аномальной эрупции вероятно возникновение ударной волны, проявляющейся в метровом всплеске II типа, «волне EIT» и возможной волне Мортона. Ударная волна может быть ответственна и за внешний край возникшего коронального выброса, не имеющего явно выраженного ядра. Такой КВМ, вероятно, имеет высокую скорость и замедляется. Ряд перечисленных свойств, по-видимому, типичен для многих вспышечных эрупций. Если после события наблюдается «отрицательный радиовсплеск» и/или обширное потемнение в канале 304 , существенно отличающееся от диммингов, видимых в корональных линиях, то в событии могла произойти аномальная эрупция волокна. Эти свойства, описанные по неполным данным эпизодических наблюдений, подтверждаются упоминавшимися недавними наблюдениями на SDO/AIA и STEREO/EUVI событий, произошедших уже после завершения работы. Наиболее показательна аномальная эрупция, наблюдавшаяся SDO/AIA 07.06.2011, 06–09 UT, при которой разбрасываемые фрагменты эруптивного волокна видны на необработанных изображениях не только в канале 304 , но даже и в 193 .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.

1. Проанализировано современное состояние и возможности радиотелескопа РТ-2 Уссурийской астрофизической обсерватории. Разработаны методики автоматизированной обработки данных РТ-2 и их совместного анализа с данными различных обсерваторий. Методики реализованы в программах на языке IDL.
2. Выполнен комплексный анализ наблюдений восьми вспышечных событий с «отрицательными радиовсплесками». Показан эруптивный характер этих событий, что подтверждает правомерность предположения о возможности поглощения солнечного излучения в извергнутом веществе эруптивных волокон.
3. Разработана модель, позволяющая по значениям поглощения интегрального радиоизлучения на разных частотах оценить параметры поглощающего вещества. Оценки выполнены для шести событий, для которых имелись многочастотные записи интегрального потока радиоизлучения достаточно высокого качества. Температуры затенявших экранов составляли 8000–14000 К, площади – (2–6)% от площади солнечного диска и массы ~ 1015 г. Эти оценки близки к значениям, характерным для волокон, и показывают, что причиной «отрицательных радиовсплесков» является поглощение веществом эруптивного волокна излучения не только локальных радиоисточников, но и значительных площадей спокойного Солнца.
4. Установлено, что в событиях с микроволновыми «отрицательными всплесками» могут наблюдаться обширные потемнения в линии He II 304 , по форме и положению существенно отличающиеся от диммингов в корональных линиях. Показано, что депрессия излучения в 304 может возникать в результате поглощения фонового излучения Солнца облаком холодной водородно-гелиевой плазмы эруптивного волокна. Объяснена наблюдающаяся в ряде случаев разновременность потемнений на изображениях в канале 304 и соответствующих «отрицательных радиовсплесков».
5. Выявлено два возможных сценария экранировки солнечного излучения эруптивным волокном. В большинстве случаев форма и магнитная структура расширяющегося волокна сохраняются. В отдельных событиях эрупции могут иметь аномальный характер: эруптивное волокно существенно изменяет форму, а часть его вещества может разбрасываться по обширной солнечной поверхности и оседать вдали от области эрупции. Такой характер эрупции волокон предполагает трансформацию или «разрушение» их магнитной структуры, предположительно происходящее в результате взаимодействия магнитных потоков волокна и окружающего поля, что указывает на возможность крупномасштабного пересоединения в короне. Эрупции в двух из восьми исследованных событий (13.07.2004 и 29.04.1998) относились к этому типу, еще один возможный кандидат – событие 01.01.2005. По результатам анализа эпизодических наблюдений описаны свойства таких событий, выделяющие их в вероятный отдельный класс эрупций.
6. В результате комплексного исследования события 13.07.2004 показано, что наблюдавшиеся в нем волна Мортона, «волна EIT», радиовсплеск II типа и внешний край видимого в белом свете КВМ были проявлением единого фронта замедляющейся ударной волны. Установлено, что возбуждение корональной волны произошло на небольшой высоте резко ускорившимся выбросом, после замедления которого волна свободно распространялась как взрывная.

Публикации по теме диссертации:

1. Кузьменко И.В. Результаты наблюдений радиоизлучения Солнца на частоте 2,8 ГГц в УАФО за 2002–2004 гг. // Солнечная активность и ее влияние на Землю. Владивосток: Дальнаука, 2006. С. 65–74.
2. Кузьменко И.В., Гречнев В.В., Уралов А.М. Исследование события 13 июля 2004 г., связанного с отрицательным радиовсплеском // Солнечная активность и ее влияние на Землю. Владивосток: Дальнаука, 2007. С. 50–57.
3. Кузьменко И.В. Перевод информации с бумажного носителя в электронный вид // Солнечная активность и ее влияние на землю. Владивосток: Дальнаука. 2008. С. 65–74.
4. Grechnev V.V., Uralov A.M., Slemzin V.A., Chertok I.M., Kuzmenko I.V., Shibasaki K. Absorption phenomena and a probable blast wave in the 13 July 2004 eruptive event // Solar Phys., 2008. V. 253. P. 263–290.
5. Кузьменко И.В., Михалина Ф.А., Капустин Б.А. Радиотелескоп РТ-2 Уссурийской астрофизической обсерватории: современное состояние и данные наблюдений // Изв. Вузов: Радиофизика, 2008. Т. LI. № 12. С. 1005–1010.
6. Кузьменко И.В. Гречнев В.В. Исследование событий с отрицательными радиовсплесками. // Солнечная активность и ее влияние на Землю. Владивосток: Дальнаука, 2009. С. 79–88.
7. Кузьменко И.В., Гречнев В.В. Оценка массы выбросов в эруптивных событиях по радиоданным. Сборник докладов Всероссийской конференции «Год астрономии: солнечная и солнечно-земная физика – 2009». С.-Пб. 2009, С. 267–268.
8. Кузьменко И.В., Гречнев В.В., Уралов А.М. Исследования солнечных эруптивных событий с отрицательными радиовсплесками // АЖ, 2009. Т. 86. № 11. C. 1114–1124.
9. Кузьменко И.В., Гречнев В.В. О взрывных эрупциях волокон. Международная конференции «Физика Солнца: наблюдения и теория». 6 – 12 сентября 2009 г. Научный. Тезисы докладов // Изв. КрАО, 2010. Т. 106. № 1. С. 257.
10. Кузьменко И.В., Гречнев В.В., Уралов А.М. Корональная ударная волна в солнечном эруптивном событии 13 июля 2004 г.: возникновение и связь с радиовсплеском II типа. Конференция ВАК-2010 «От эпохи Галилея до наших дней». САО РАН. 13-18 сентября 2010 г. Нижний Архыз. Тезисы докладов. С. 58.
11. Кузьменко И.В., Гречнев В.В., Уралов А.М. Волна Мортона, «волна EIT» и радиовсплеск II типа как проявление единого волнового фронта в событии 13 июля 2004 г. // Солнечная активность и ее влияние на Землю. Владивосток: Дальнаука, 2010. С. 82–91.
12. Кузьменко И.В., Гречнев В.В. Оценка массы выброса по радиоданным в эруптивном событии 1 января 2005 г. // Солнечная активность и ее влияние на Землю. Владивосток: Дальнаука, 2010. С. 92–99.
13. Кузьменко И.В., Гречнев В.В., Уралов А.М. Волна Мортона, «волна EIT» и радиовсплеск II типа как проявление единого волнового фронта // Солнечно-земная физика, 2011. вып. 17. С. 30–33.
14. Гречнев В.В., Кузьменко И.В., Черток И.М., Уралов А.М. Солнечные вспышечные эрупции с длительной экранировкой излучения в линии He II 304 и в микроволновом диапазоне // АЖ, 2011. Т. 88. № 7. C. 692–703.
15. Grechnev V.V., Uralov A.M., Chertok I.M., Kuzmenko I.V., Afanasyev An. N., Meshalkina N.S., Kalashnikov S.S., Kubo Y. Coronal shock waves, EUV waves, and their relation to CMEs. I. Reconciliation of ``EIT waves'', type II radio bursts, and leading edges of CMEs // Solar Phys., 2011, DOI: 10.1007/s11207-011-9780-z.

Список цитируемой литературы:

1. Covington A.E., Dodson H.W. Absorption of 10.7-centimetre solar radiation during flare of May 19, 1951 // J. Roy. Astron. Soc. Canada., 1953. V. 47. P. 207–211.
2. Covington A.E. Decrease of 2800 MHz solar radio emission associated with a moving dark filament before the flare of May 19, 1969 // Solar Phys., 1973. V. 33, P. 439–444.
3. Agalakov B.V., Ledenev V.G., Lubyshev B.I. et al. Changes in sunspot and floccular sources of radio emission preceding an importance 2N flare on 23 August 1988 // Solar Phys., 1997. V. 173, P. 305–318.
4. Sawyer C. Are «negative burst» due to absorption? // Solar Phys., 1977. V. 51, P. 203–215.
5. Троицкий В.С., Тихонова Т.В. Тепловое излучение Луны и физические свойства ее верхнего покрова // Изв.ВУЗов. Радиофизика, 1970, Т.13 №9, с.1273–1311.
6. Borovik V.N. Quiet Sun from the multifrequency Radio Observations on RATAN-600 // Lectures Notes in Physics, 1994, V. 432, P. 185–190.
7. Klassen A., Aurass H., Mann G., Thompson B. J. Catalogue of the 1997 SOHO-EIT coronal transient waves and associated type II radio burst spectra // Astron. and Astrophys., 2000. V. 141. P. 357–369.

Отпечатано в издательском отделе

ИСЗФ СО РАН

Заказ № от

Объем 26 стр.

Тираж 120 экз.