Введение к работе
-3-t.
Актуальность темы. В настоящее время интерес к исследованию вспышечных процессов на Солнце сохраняется на достаточно высоком уровне. Это объясняется рядом причин. .
Во-первых, Солнце является ближайшей к нам звездой, и процессы, протекающие в различных его областях, можно в известной степени обобщить на другие астрофизические объекты. В связи с близостью Солнца имеется возможность детального изучения этих процессов.
Во-вторых, Солнце является ближайшим к нам ускорителем частиц космического масштаба, что было установлено после регистрации высокоэнергичных космических лучей во время солнечной вспышки. Однако до сих пор нет окончательного ответа на вопрос о механизмах ускорения частиц, хотя и достигнут значительный прогресс в понимании венышечного процесса.
В-третьих, многие процессы на Земле и в ближнем космическом пространстве связаны с солнечной активностью. Особенно заметны последствия мощных солнечных вспышек - это магнитные бури, нарушения радиосвязи, возрастание радиации на околоземных орбитах и многое другое.
Поэтому не удивительно, что вспышечные процессы на Солнце - постоянный и важнейший предмет наблюдений и исследований многих обсерваторий, расположенных как на Земле, так и на космических аппаратах» в том числе и гамма-обсерваторий, регистрирующих самое энергичное электромагнитное излучение.
Существуют причины, делающие особенно важным исследование именно жесткого гамма-излучения. В современной литературе приводятся аргументы, базирующиеся на обшей энергетике вспышки и на импульсивности жесткого рентгеновского и гамма-излучений, в пользу того, что вспышки являются фундаментально высокоэнергичным явлением. Например, показано, что тепловой энергии достаточно для протекания лишь самых слабых вспышек, в то время как энергия магнитного поля достаточна для поддержания наиболее мощных из них и, кроме того, эта энергия может выделяться достаточно быстро. В этом случае возрастает роль изучения жесткого гамма-излучения, которое является практически единственным источником прямой информации о высокоэнергичных процессах, происходящих при превращениях энергии магнитного поля.
Цель работы. Исследование временных и спектральных характеристик солнечных гамма-вспышек по данным эксперимента «Гамма-1». Научная новизна работы.
-
В данной работе разработана и впервые применена для анализа временных рядов экспериментальных данных методика "скользящей средней частоты" (ССЧ). .
-
Разработана и впервые применена методика выделения слабых вспышек излучения. ^, ' ;
-
Выделены две фазы мощных солнечных вспышек и определены их временные и спектральные характеристики. Выделенные фазы характеризуются следующими особенностями:
резким изменением постоянной спада временного профиля вспышечного
гамма-излучения;
- присутствием отдельных краткосрочных (0.1-1 с) всплесков излучения на.
первой фазе и отсутствием таких всплесков на второй;
- ужестчением спектра вспышек в начале второй фазы.
4). Впервые рассмотрена зависимость спектральных характеристик гамма-
излучения от направления движения пучка ускоренных частиц относительно
наблюдателя. '.
5). Впервые обнаружена и проанализирована солнечная гамма-вспьіціка08.12.91.
Практическая ценность работы. Практическая ценность работы состоит в том, что полученные методические результаты, приведенные в пп. 1)-2), могут применяться для шіализа данных других экспериментов, т.е. в их универсальности. Практическая ценность экспериментальных результатов, названных в па. 3)-5) - в возможности их использования для построения моделей протекания вспышечных процессов на Солнце.
Вклад автора. Изложенные в работе результаты получены автором лично или в
соавторстве при его участии. .
Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на:
Международной конференции по космическим лучам /Москва, июнь 1994 rij
Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ленинские горы-95" (секция физики) /г. Москва, 1995 гУ;
Конференции в рамках Fourth School On Non Accelerator Particle Astrophysics /Trieste, Italy, 1995/;
,-5-
- 24-ой Международной Конференции по Космическим Лучам (24-th ICRC)
/Rome,1995 гУ;
- Международной конференции по космическим лучам/Москва, июнь 1996 г./;
- 25-ой Международной Конфереиции по Космическим Лучам (25-th ICRC)
/Durbaii,1997ri;
- 25-ой Российской конференции по космическим лучам /Москва^ июнь 1998 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав
и заключения.
Во введении дается обзор наблюдательных данных по солнечным вспышкам в различных диапазонах излучения и демонстрируется актуальность и практическая ценность изучения именно высокоэнергнчного (Ег>30 МэВ) гамма-излучения солнечных вспышек.
В следующих главах последовательно описывается:
-
Экспериментальная база представленных в диссертации исследований.
-
Методика и результаты анализа временных и спектральных характеристик мощных солнечных вспышек, зарегистрированных телескопом "Гамма-1".
-
Выделение и анализ «слабых» гамма-вспышек.
4) Сравнительный анализ результатов эксперимента «Гамма-1» с данными других
экспериментов.
В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.
Общий обьем составляет 114 страниц, включая 18 рисунков (занимающих 24 страницы), 13 таблиц и список литературных ссылок из 95 наименований.
На защиту выносятся:
1). Методика "скользящей средней частоты" для анализа временных радов экспериментальных данных, а именно:
1.1. Методика выделения отдельных всплесков интенсивности в экспериментах с
высокой временной точностью регистрации событий.
1.2. Методика статистического выделения групп всплесков интенсивности,
суммарное число которых превышает пуассоновскую флуктуацию меняющейся во
времени средней интенсивности излучения вспышки.
2). Методика выделения слабых гамма-всплесков с использованием информации базы данных эксперимента.
3). Временные и спектральные характеристики солнечных вспышек, полученные в результате обработки данных эксперимента "Гамма-1".
4). Наличие двух фаз мощных солнечных гамма-вспышек:
- активной (flash) фазы;
медленной (продленной) фазы.
5). Присутствие на первой фазе краткосрочных (-0.1-1.0 с) всплесков излучения и отсутствие таких всплесков иа второй фазе вспышек.
б). Изменение спектральных характеристик гамма-излучения в: течение солнечных гамма-вспышек, которое может быть связано с изменением направлен;:» пучка ускоренных частиц относительно наблюдателя и с п<*реходом области генерации гамма-излучения в верхние слои солнечной атмосферы.
