Введение к работе
В диссертации представлены результаты экспериментальных исследований глобальных колебаний Солнца как звезды, выполненных в рамках международной программы IHIS ( International Research on the Interior of the Sun ). Использованы материалы, полученные на станции Кумбель (Узбекистан), а также двух других станциях IRIS-сети, расположенных на Тенерифе и в Европейской обсерватории Ла Силла в Чили.
Актуальность темы. Гелиосёйсмология изучает внутреннее строение и динамику Солнца на основе регистрации колебаний солнечной поверхности. Ее метода оказались весьма эффективным средством экспериментальной проверки моделей внутренного строения Солнца, исследования зависимости изменений скорости вращения Солнца от глубины, оценки содержания гелия и напряженности остаточного магнитного поля в ядре. Кроме того, гелиосейсмологические методы позволяют с несколько других позиций взглянуть на многие традиционные проблемы,' связанные с солнечной активностью, крупномасштабными структурами в конвективной зоне, нагревом атмосферы и многими другими вопросами. Не случайно, с середины 70-х годов число публикаций по гелиосейсмологии непрерывно растет, практически .удваиваясь каждые три года, в то время как общее, число астрономических статей удваивается каждые 18.3 года [20]. За два последних десятилетия было получено множество оригинальных результатов, которые позволили значительно продвинуться в понимании структуры и динамики недр Солнца. В то же время, еще многое остается неясным. Заждалась своего решения проблема солнечных нейтрино. Можно считать установленным фактом вариации частот мод с циклом ,активности, но результаты, полученные разными авторами, еще часто противоречивы. Тоже cavie относится и к измерениям скорости внутреннего вращения Солнца. Получены самые предварительные данные о форме профилей мод на спектрах мощности высокого разрешения, свидетельствующие об отклонении распределения физических, параметров от сферической симметрии. До сих пор не обнаружен спектр гравитационных мод, который мог бы обеспечить ценнейшей информацией о наиболее глубинных областях недр.
Для решения этих проблем необходимы многолетние
наблюдательные программы. В середине . 90-х годов планируется осуществление десятка -космических и наземных проектов, нацеленных на.изучение различных аспектов проблемы глобальных колебаний Солнца. Среда наземных проектов весьма успешно развивается программа IRIS по изученлю глобальных пульсаций Солнца как звезды. Интерес к исследованиям, проводимым в рамках этой программы, возрастает в связи с предстоящим запуском гелиосферной обсерватории зоно с целым рядом гелиосейсмологических экспериментов на борту.
Новизна работы заключается в следующей! I) получены новые высококачественные наблюдательные данные дотщлеровских смещений линии. D1 Nal, интегрированных по всему диску Солнца; 2) разработаны оригинальные методы обработки данных, вызванные необходимостью учета целого ряда новых факторов, которые ранее не принимались во внимание ввиду более низкого качества данных; 3) предложен новый подход к исследованию сейсмических свойств Солнца, основанный на использовании большого объема однодневных данных; 4) высокоточное измерение вращательного расщепления р-мод выполнено на основе трехмесячного ряда, составленного из данных трех станций іщз-сети.
Научная и практическая ценность работы. Полученные в работе экспериментальные результаты могут быть полезными при расчетах моделей внутреннего вращения Солнца, для. понимания механизмов возбуждения акустических мод и природы циклической переменности солнечной активности.
Разработанные методы обработки первичных данных, а также анализа спектров мощности могут быть непосредственно использованы В предстоящей космической программе GOLF (Global oaoillation at Jjqw Frequencies), используещей, посуществу, космический вариант IRIS - инструмента.
Метода редукций за атмосферные эффекты представляют интерес для специалистов в области наземной гелио- и астросейсмологии.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на рабочих совещаниях исполнителей программы IRIS во Франции (1988), Ташкенте (1989), Марокко (1990), Испании (1993), на научных.семинарах АИ АН.РУз, ГАИШ МГУ (1989, I99Q, 1991, 1993), АО КГУ (1989), РАО РАН (1991), ИЗМИРАН (1991), на семинарах астрофизической лаборатории университета г.Ниццы (1989, 1990,
' - 4
1992), Всесоюзных совещаниях: "Солнечные инструменты", Ашхабад
(1988), ."Колебания и волны на Солнце", Иркутск(1991), на выездной
сессии Астросовэта АН СССР в Ташкенте(1991), на симпозиуме по
Солнечно-земной физике, Самарканд(1993). В 1992 году работа была
апробирована в ведущих центрах США, таких как Гарвардский
университет, ' Колумбийский уішверситет, Массачусетский
технологический институт, на объединенном семинаре Национальных оптических астрономических обсерваторий США в Тусоне,' Стенфордский университет и Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе.
В процессе выполнения диссертации была проделана следующая работа:
-
Найден пункт - гора Кумбель, расположенная в 7Б км от Ташкента, с благоприятными условиями для Проведения длительных фотометрических наблюдений Солнца.
-
В Кратчайшие сроки был построен павильон (лето 1988 года) и установлен изготовленный во Франции ' спектрофотометр для регистрации допплеровских смещений линии D1 Nal, интегрированных по всему диску Солнца.-
-
Выполнен пятилетний ряд наблюдений. К лету 1993 года данные, полученные на Кумбеле и Тенерифе, составили более 90% наблюдений, накопленных в Банке Данных проекта IRIS в университете Ниццы.
-
Разработана методика отбора, взвешивания и калибровки в единицах скорости первичных данных, которая Позволила значительно повысить качество наблюдательного материала (путем тщательного подбора режимов работы инструмента).
-
Разработаны методы учета эффектов в земной атмосфере, позволяющие моделировать изменение условий прозрачности и удалять обусловленные этим процессом дрейфы из регистрируемого сигнала скорости. .
-
Изготовлен специальный фотометр для учета хаотических флуктуации градиента прозрачности вдоль солнечного экватора, вызывающих низкочастотный шум при регистрации допплеровских смещений.
-
Сделана оценка степени амплитудной модуляции акустических мод, на основе анализа однодневных данных, полученных на горе Кумбель.
-
Экспериментально определена акустическая частота обрезания в атмосфере Солнца (предложен один из трех использованных методов).
-
Предложен новый индекс солнечной активности - полная энергия псевдомод за частотой обрезания,' определяемый из однодневных спектров мощности. Обнаружена корреляция этого индекса с площадью солнечных пятен.
-
Построен спектр мощности с высоким частотным разрешением (0.127 мкГц), основанный на трехмесячных данных станций Кумбель, Тенериф и Ла Силла. Измерена величина вращательного расщепления р-мод с 1=1. '
На защиту выносится следующее :
-
Результаты наблюдений глобальных колебаний Солнца с 1989 по 1993 год.
-
Методы калибровки первичных данных в единицах 'скорости.
-
Методы редукций за влияние эффектов в земной атмосфере при наблюдениях допплеровских смещений спектральных линий в спектре Солнца как звезды. .
-
Результаты анализа степени амплитудной модуляции, частоты обрезания и свойств псевдомод на основе однодневных спектров мощности,
-
Результаты измерения вращательного расщепления мод с 1=1 на спектре мощности высокого разрешения, построенного по данным станций Нумбель, Тенериф и Ла Силла.
диссертация состоит из Введения, пяти глав и. Заключения. Полный объем диссертации 238 стр., в тем числе 82 рисунка и б таблид, список литературы содержит 159 наименований.