Пространственная структура и динамика микроволновых вспышечных петель

• Автор: Резникова, Вероника Эдуардовна
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 116 с. : ил.

1 Пространственная структура микроволновых источников солнечных вспышек

1.1 Наблюдения

1.1.1 Методика анализа данных

1.1.2 Общая характеристика событий

1.1.3 Результаты анализа данных

1.2 Сравнение с предсказаниями модельных расчетов

1.2.1 Расчет распределения электронной плотности

и радиояркости вдоль петли

1.3 Обсуждение и выводы

2 Пространственная и спектральная динамика микроволнового излучения протяженных вспышечных петель

2.1 Динамика распределения радиояркости во вспышечных петлях

2.1.1 Временные профили потоков радиоизлучения
из разных участков петель
2.1.2 Временные профили потоков на разных частотах
2.2 Спектральная динамика микроволнового излучения в разных частях петель
2.3 Обсуждение и выводы
3 Пульсации см-мм- излучения вспышечной арки с периодами порядка 10 секунд
3.1 Анализ наблюдательных данных
3.1.1 Пульсации в интегральном излучении
3.1.2 Пространственная структура радио- и рентгеновских источников
3.1.3 Пульсации в разных частях вспышечной петли
3.1.4 Распределение спектрального индекса по источнику
3.2 Диагностика параметров плазмы в
области вспышки
3.3 Механизмы микроволновых пульсаций
3.4 Моды МГД-колебаний корональных петель
3.5 Расчет дисперсионных кривых для модельной петли
3.6 Выводы
Заключение
Литература

Микроволновое (1см < А < 10см) излучение солнечных вспышек несет важную информацию о процессах ускорения в солнечной короне, поскольку это излучение генерируется энергичными электронами, ускоренными во время вспышки. Хорошо известно [1,2], что основным механизмом солнечных широкополосных микроволновых всплесков является гиросинхротронное излучение среднерелятивистских электронов (энергии от десятков до сотен кэВ), захваченных во вспышечную петлю. Гиросинхротронное излучение чувствительно к величине и ориентации магнитного поля. Для данной частоты морфология микроволнового источника зависит от ориентации магнитного поля (т.е. от геометрии вепышечной области и ее положения на диске), а также от свойств нетепловых электронов (концентрации, энергетического спектра и питч-углового распределения). Благодаря этому данный механизм представляет собой мощный инструмент для диагностики физических условий во вепышечной петле, а также характеристик функции распределения энергичных электронов в источнике.
Первые работы по изучению пространственного распределения микроволнового излучения были сделаны в 80-е годы прошлого столетия с помощью таких инструментов, как Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) и Very Large Array (VLA). В целом наблюдения показали достаточно сложную структуру микроволновых источников. Однако в некоторых случаях наблюдались и простые структуры, которые вместе с Но; - и SXR- наблюдениями позволяли отождествлять их с простыми биполярными магнитными петлями. Марш и Хёфорд [14], Кунду и др. [15] впервые сообщили о двух различных типах распределения микроволнового излучения: одиночных компактных источниках в вершине петли и двойных источниках с пиками яркости вблизи оснований магнитной арки.
В последствии было много публикаций на эту тему, связанных как с наблюдениями, так и с теоретическим моделированием (см. обзоры [1,2]). Основные выводы, сделанные из модельных расчетов, заключались в следующем: источник в вершине должен наблюдаться на низких частотах, на которых он является оптически толстым, а источники вблизи оснований - на более высоких частотах, в оптически тонком режиме [2, 4, 16]. Однако, проверить эти выводы в то
где к - постоянная Больцмана, с - скорость света, и - частота, Тщ - значение яркостной температуры г-го пикселя (1 < г < 4 для частоты 17ГГц и 1 < г < 8 для 34ГГц) и ДО - телесный угол, соответствующий одному пикселю изображения. Размер пикселя равен 4.911" и 2.455" на радиокартах для 17 и 34 ГГц, соответственно.
На рис.2.5, 2.6 мы сравниваем временные профили потоков излучения из областей, расположенных вблизи левого основания (а), правого основания (с), и в вершине (6) вспышечных петель 13 марта 2000г. и 28 августа 1999г. Временное разрешение 1 сек. Точечной линией показано излучение на / = 17 ГГц, сплошной - на / = 34 ГГц. Поскольку источник вспышки 28 августа 1999г. имел сложную структуру, а именно, содержал дополнительную компактную петлю (см. восточную часть радиокарт на рис.2.2), левый и правый боксы мы расположили ближе к вершине петли (рис.1.5 а), чтобы избежать влияние отличных от рассматриваемой протяженной петли источников.
На рисунках 2.5, 2.6 видно, что временные профили излучения, приходящего из вершины (панели Ь) задерживаются относительно профилей излучения из оснований (панели а и с) на 4-5 сек. Особенно хорошо эти задержки видны на рис.2.10 а, Ь, где уровень потока излучения Ffp из источника в основании петли 13 марта 2000г. (пунктир) приведен к уровню потока из вершины (сплошная линия) умножением на коэффициенты, отображенные на графиках. Эти задержки более выражены на частоте 34 ГГц, чем на 17 ГГц. Кроме того, ясно видно, что временные профили из вершины шире, а спад медленнее, чем из области у основания.
Заметим, что плотность потока излучения из оснований на обеих частотах достигает максимальных значений почти одновременно с пиком соответствующего жесткого рентгеновского всплеска (см. рис.2.12).
Аналогичные задержки видны и на временных профилях всплеска 24 августа 2002г. (рис.2.9). Однако, мы не обнаружили подобных задержек в событиях 23 октября 2001г. и 12 января 2000г. (рис.2.7, 2.8). Нужно отметить, что временные профили для этих двух событий были усреднены по 12 сек. и по 5 сек., соответственно. Необходимость в усреднении была связана с сильным влиянием так называемого эффекта “джиттера” (или дрожания изображения), возникающего в процессе первичной обработки данных и ведущего к