Плазменные процессы в магнитных структурах атмосфер Солнца и вспыхивающих звезд

• Автор: Цап, Юрий Теодорович
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 280 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1 МГД ПРОЦЕССЫ В КОРОНАЛЬНЫХ АРКАХ

1.1 Введение

1.2 МГД колебания магнитных трубок и акустический механизм затухания

1.2.1 Дисперсионное уравнение колебаний плазменного цилиндра

1.2.2 Излучающие и неизлучающие моды колебаний

1.2.3 Энергетический метод расчета декремента акустического затухания

1.2.4 Изгибные колебания магнитных трубок

1.2.5 Радиальные моды колебаний магнитных трубок

1.3 Баллонная мода желобковой неустойчивости

1.3.1 Дрейфовая теория и плазменный диамагнетизм
1.3.2 Вариационный принцип (энергетический метод)
1.3.3 Приближение резкой границы "плазма-плазма”
1.3.4 Собственные моды колебаний тороидальных петель
1.3.5 Условия устойчивости коропальиых петель
1.3.6 "Стандартная” модель солнечной вспышки, шлемовидные
структуры и плазмоиды
1.4 О закреплении оснований корональных петель
1.4.1 Энергетический подход и фазовые соотношения
1.4.2 БМЗ колебания и соотношения между амплитудами
1.5 Выводы
2 КОРОНАЛЬНАЯ СЕЙСМОЛОГИЯ СОЛНЦА И ЗВЕЗД
2.1 Введение
2.2 Модуляция теплового тормозного и гирорезонансиого излучения
2.2.1 ММЗ (акустические) моды
2.2.2 Альвеновскис моды
2.2.3 Радиальные БМЗ моды
2.3 Модуляция нетеплового гиросинхротронпого излучения
2.3.1 Альвеновскис моды
2.3.2 Радиальные моды
2.4 Диссипация ММЗ, БМЗ и альвеновских мод в корональных арках
2.5 О затухании поперечных колебаний корональных петель
2.6 Тонкая временная структура радиовсплесков IV типа
2.7 Событие 23 мая 1990 г
2.8 Событие 15 апреля 2002 г
2.9 Оптические осцилляции вспыхивающих звезд EV Lac и EQ Peg В
2.9.1 Колебания корнальных петель и модуляция оптического излучения
2.9.2 Возбуждение радиальных колебаний и диагностика вспышечной
плазмы

2.9.3 О природе пульсаций оптического излучения на вспыхивающей
звезде EQ Peg В
2.10 Колебания мягкого рентгеновского излучения AT Mic
2.10.1 Возбуждение ММЗ колебаний петель и модуляция рентгеновского излучения
2.10.2 Диссипация ММЗ волн и диагностика плазмы
2.11 Выводы
3 КИНЕТИЧЕСКИЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ И ПЛАЗМЕННАЯ ТУРБУЛЕНТНОСТЬ В
КОРОНАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ АРКАХ
3.1 Введение
3.2 Плазменная турбулентность и жесткое рентгеновское излучение
солнечных вспышек
3.3 Возбуждение электростатических волн и свистов релятивистскими
электронами
3.3.1 Основные предположения и ограничения
3.3.2 Сравнительный анализ инкрементов
3.4 Явление двойного плазменного резонанса
3.4.1 Дисперсионные особенности и инкремент верхнегибридных волн
3.4.2 Конусная неустойчивость верхнегибридных волн
3.4.3 Условия двойного плазменного резонанса и численные расчеты
инкремента
3.5 Поляризация На-излучения и изотропизация протонов в солнечных
вспышках
3.5.1 Теория ударной поляризации На-излучения
3.5.2 Столкновения и магнитная изотропизация
3.5.3 Альвеновская турбулентность
3.6 Событие 14 июля 2000 г.: режим сильной диффузии
3.7 Событие 21 апреля 2002 г.: зебра-структура
3.8 Выводы
4 К ПРОБЛЕМЕ НАГРЕВА КОРОН СОЛНЦА И ЗВЕЗД
4.1 Введение
4.2 Распространение волн альвеновского типа в стратифицированной
атмосфере
4.2.1 Тонкая структура магнитного поля и генерация альвеновских воли
4.2.2 Альвеновские волны и стратификация
4.2.3 Отражение альвеновских волн в переходной зоне
4.2.4 Равновесие неизолированной магнитной трубки
4.2.5 Волновое уравнение поперечных мод и частота отсечки Спруита
неизолированных магнитных трубок
4.2.6 Стратификация атмосферы и амплитуда альвеновских мод
4.3 Нагрев хромосферной плазмы ускоренными электронами

4.4 Микроволновые пульсации активной области МОАА 9628: альвеновские волны
4.5 Смена знака поляризации пятенных радиоисточников и нагрев плазмы
4.5.1 Пятенный источник с инверсией градиента температуры
4.5.2 Результаты численных расчетов
4.5.3 О природе инверсии градиента температуры
4.6 Элементарные вспышечные события и пульсации микроволнового радиоизлучения активной области 1ЧОАА 0139
4.6.1 Наблюдения и обработка данных
4.6.2 Эволюция и структура АО 1ЧОАА 0139
4.6.3 Интерпретация наблюдений
4.7 Выводы
5 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Квазицилиндрическая система координат
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Радиационный декремент затухания МГД волн
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Инкременты электростатических волн и свистов

тем, что угол закрутки магнитных силовых линий Ф и 7Г(11вВр)/(аВ{), поэтому отмеченное выше условие принимает вид: Ф ~> тт/Лв/а. Следовательно, поскольку для корональных петель Дв/а 3> 1, угол Ф должен заметно превышать характерное пороговое значение для винтовой неустойчивости 2тг [61, 62].
Учет влияния кривизны петель существенно усложняет проведение анализа (см., например, [478]). Поэтому иногда используют аналогию между центробежной силой и силой тяжести [65, 332, 407, 425], следующую из дрейфовой теории [22]. Данный методологический прием Михайловский [56] назвал правилом соответствия. Его суть состоит в том, что в выражение для инкремента, следующего из рассмотрения системы в поле силы тяжести с однородным магнитным полем, вместо ускорения свободного падения д подставляют центробежное ускорение р/(рЛв), где р — газовое давление, р — плотность плазмы, которое, как считают, полностью учитывает эффекты кривизны. Правомерность такой замены следует из сопоставления гравитационного, центробежного и градиентного дрейфов заряженных частиц в потенциальном магнитном поле (см., например, [40, 56, 58]).
Крускал и Шварцшильда [296], видимо, первыми предложили связать развитие желобковой неустойчивости с дрейфовыми движениями заряженных частиц для системы с резкой границей ’’плазма-вакуум”, находящихся в поле силы тяжести. Согласно принятому механизму, гравитационный дрейф ионов и электронов приводит к разделению зарядов, которые накапливаются на боковых поверхностях плазменного ’’языка” (рис.1.2). Возникшее из-за этого электрическое поле вызывает дрейф плазмы как целого, обуславливая дальнейший рост исходной деформации. Розенблют и Лонгмайр [67], руководствуясь этими соображениями, получили соотношение для инкремента неустойчивости, которое, как оказалось, формально совпадает с выражением, следующим из МГД приближения [14, 22]. Изложение наиболее важных положений дрейфового подхода можно найти во многих монографиях по физике плазмы [22, 40, 58, 68, 70].
Правило соответствия хотя и находит широкое применение в астрофизике (см., например, [65, 270, 425]), тем не менее оно имеет ряд недостатков. Действительно, вследствие высокой проводимости и