Введение к работе
-3-
Актуальность работы обусловлена неослабевающим интересом к «следованию природы солнечной активности, определяющей многие еофизические процессы и состояние околоземного пространства, іктуальностью к необходимостью получения новых сведений об особенностях :троения и развития активных областей (АО) в короне Солнца. Весьма информативным в этом плане является микроволновое излучение солнечной стмосферы. Используемые в работе данные о распределении интенсивности и круговой поляризации микроволнового излучения Солнца с достаточно высоким угловым и временным разрешением получены в рамках программы регулярного мониторинга солнечной активности на Сибирском солнечном радиотелескопе (ССРТ). Основной задачей предлагаемого исследования стал поиск в структуре микроволнового излучения АО предвестников мощных вспышек, которые проявляются в виде всплесков рідно и рентгеновского излучения. Как показали результаты исследований, таким предвестником являются долгоживущие, достаточно компактные микроволновые источники, которые проецируются на линию инверсии фотосферної о магнитного поля активной области, получившие условное название NLS (Neutral fine associated Sources). Анализ характеристик этих источников на основе данных ССРТ показал спедующее: NLS - едва ли не единственная конкретная деталь в пространственной структуре микроволнового излучения АО, появление которой предшествует (сутки, часы) началу мощной рентгеновской вспышки. Растущая уверенность в достоверности этого результата позволяет думать о взаимообусловленности физических причин, приводящих к появлению NLS и последующему развитию вспышечцого процесса в магнитосфере АО.
В этой связи позволительно думать о двух аспектах проблемы NLS. Прикладной аспект связан с возможностью прямого прогноза крупных вспышек мягкого ропгена (по крайней мере, балла X). Научный аспект
проблемы NLS связан с задачей формирования бл&гоприятных (начальных; условий, на фоне которых возможно зарождение двухленточнсй солнечное вспышки.
История изучения NLS насчитывает свыше десяти лет. Эти источники эпизодически наблюдались на таких крупнейших радиотелескопах мира как Very Large Array (VLA) н Westerbork Radio Telescope (WSRT) и располагались над линией инверсии магнитного поля активной области. В ряде случаев NLS ассоциировались с волокнами активных областей, арочными системами волокон, X - ray петлями и с Emerging Flux Regions (EFR) в развитей АО. Инициатором целенаправленного изучения NLS в России явилась группа солнечных радиоастрономов, работающих на радиотелескопах РАТАН-600 и Большой Пулковский радиотелескоп (БПР). Главную роль при этом приобретают обнаруженные на РАТАНе квазистационарные источники с очень j-рутым наклоном спектра в диапазоне длин волн 2-4-4 см. Впоследствии они были названы "пекулярными". Принципиальными при этом оказались предположения о связи этих источников с нейтральными токовыми слоями и возможности их использования как фактор прогноза крупных протонных вспышек. И хотя "протонный" аспект прикладного использования NLS, по-видимому, требует более тщательного анализа, сам по себе факт значимости этих объектов в разрешении проблемы происхождения ч прогноза крупных вспышек остается непреложным.
Ситуация, сложившаяся в связи с проблемой экспериментального изучения NLS, сейчас такова, что среди больших радиотелескопов мирового уровня наиболее подходящим для ее разрешения оказывается ССРТ. Причиной этому являются: "удачная", попадающая в значимый по потоку интервал спектрального диапазона NLS рабочая длина волны и достаточное угловое разрешение инструмента; ежедневный многочасовой режим работы радиотелескопа с возможностью изучения эволюции и характеристик этих источников с дискретностью во времени в несколько минут, а если
потребуется, то секунд и менее; возможность построения двумерного изображения исследуемых АО. Перечисленные обстоятельства гарантируют оригинальность полученных результатов, передовых по характеру исследований.
Цель работы заключалась в решении следующих основных задач: « Разработка профаммных методов и средств для исследования пространственно - временных особенностей микроволнового излучения активных областей по данным наблюдений на ССРТ.
Поиск на рабочей волне ССРТ - 5.2 см источников над нейтральной линией магнитного поля АО (NLS) и исследование их физических и динамических характеристик.
Исследование связи между появлением и развитием NLS в активных областях и возникновением мощных вспышек балла X в мягком рентгеновском излучении.
Научная новизна работы заключается в том, что:
» Получены характеристики короткопериодических колебаний
(= 7+30 мин.) потока микроволнового излучения активных областей, свидетельствующие о значимом вкладе в изменчивость радиопотока АО флуктуации интенсивности обла гей малых угловых размеров, расположенных вблизи линии инверсии круговой поляризации АО.
Предложен и апробирован способ идентификации NLS в структуре солнечной активной области без привлечения оптических и' магнитографических данных - путем наложения друг на друга двумерных распределений радиояркости в каналах интенсивности I и круговой поляризации V. Пик интенсивности NLS при этом располагается в окрестности минимума параметра Стокса V.
Впервые показано, что установленный ранее экспериментальный фаісг
ступенчатого роста потока излучения некоторых АО обусловлен ростом интенсивности NI.S - компоненты в ЛО. Предложена классификация NLS по их спектральным и морфологическим характеристикам на ниэколежашие, «пекулярные» источники вспышечно-продуктивных АО и высоколежащие, «спокойные» NLS.
Установлено, что в 70% случаев, на радиокартах активных областей,
накануне мощных рентгеновских вспышек балла X в 22-м солнечном цикле
(1985+1995 гг), обнаруживается присутствие микроволновых источников,
идентифицируемых как NLS.
На защиту выносятся:
Разработка и внедрение программных методов п средств, позволяющих получать временные зависимости характеристик АО (поток, интенсивность, размер, одномерные координаты), а также отображать пространственные флуктуации в излучении локальных иеточникоз на диаграммах «структура АО - время».
Вывод о том, что флуктуации минутного диапазона радиопотока некоторых АО в значительной мере определяются флуктуациями интенсивности источников, расположенных вблизи липни инверсии круговой поляризации. Идентификация NLS с известным ранее явлением ступенчатого прироста потока АО.
« Метод обнаружения NLS на основе двумерного картографирования структуры активных областей в каналах интенсивности и круговой поляризации.
Вывод о том, что NLS, будучи индикатором длительного накопления
энергии и предвснышечной ее реализации в АО, играет принципиальную
роль п задаче возможного прогноза крупных рентгеновских вспышек.
Научное и практическое значение работы:
Созданные пакеты профаммного обеспечения по обработке данных ССРТ с помощью персонального компьютера показали их эффективное использование для изучения флуктуационных характеристик радиоизлучения локальных источников на Солнце, что важно при выполнении задач мониторинга солнечной активности.
Предложенный метод обнаружения NLS в активных областях методом наложения их двумерных радиоизображений в каналах интенсивности и круговой поляризации позволил проводить идентификацию NLS без привлечения дополнительной информации.
Применение этой методики при проведении поиска NLS а активных областях, в которых имели место мощные вспышки балла X в рентгеновском диапазоне, показало, что в более 70% АО за период с 1985+1995 г.г. перед вспышкой, обнаружено присутствие в их структуре радиоисточников, отождествленных как NLS. Это позволяет реализовать условия краткосрочного прогноза крупных рентгеновских вспышек.
Апробация результатов:
Результаты, изложенные в диссертации, докладывались на ряде совещаний и конференций, в частности на:
-
4-й Всесоюзный семинар рабочей группы «Волны в атмосфере Солнца», Тбилиси, Абастуманская астрофизическая обсерватория АН Груі. ССР, 25-27 апреля 1988.
-
XIII Консультативное совещании КАПГ по физике Солнца памяти В.II Степанова, 26 сентября - 2 октября 1988, Одесса.
-
ХХН Young European Astronomers' Conference in Kharkov, Ukraine, 4-8 September 1989.
1. Объединенный семинар по солнечной радиоастрономии ГАО, САО, СИБИЗМИР, І (ГІФАМ, Зеленчукская, 28 марта--! апреля 1990.
-
Научный семинар рабочей группы "Физика солнечной активности. Радиофизические исследования солнечного ветра и планет", 8-12 октября 1991, Харьков.
-
XVII Радиоастрономическая конференция, 50 лет отечественной радиоастрономии, Санкт-Петербург, 10-14 ноября, 1997
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объем диссертации:
Диссертация состоит из введения, 3 глав к заключения Объем диссертационной работы составляет 92 страниц текста, 35 рисунков, 1 таблица. Общий объем диссертации 126 страниц.
