Квазипериодические пульсации рентгеновского излучения солнечных вспышек

• Автор: Зимовец, Иван Викторович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 238 с. : ил.

Мой интерес к Солнцу и, в частности, к солнечным вспышкам возник на основе деятельности в области физики солнечных космических лучей, к которой я был приобщен научным руководителем Алексеем Борисовичем Струминским, будучи студентом МФТИ на кафедре Космической физики в ПКИ РАН. Теперь мы вместе познаем красоту и тайны динамичной солнечной атмосферы. Алексей, так держать!
Благодарю коллег О. Гым Депа. Валерия Накарякова, Виталия Никитича Пшкова, Andy Iiiglis, Maurice Gros, Andreas Klassen, R,aul Gomez-Hcrrero, Bernd Heber, Эдуарда Контара, Brian Dennis, Arnold Benz, Yingna Su и Karl-Ludwig Klein за сотрудничество и оказанную поддержку.
Результаты исследований, представленные в диссертации, получены на основе анализа данных наблюдений, выполненных с помощью космических аппаратов RHESSI, TRACE, SOHO, INTEGRAL, GOES и HTNODE, а также сети наземных радиотелескопов RSTN, NoRP, NoRH и Culgoora. Признателен создавшим и поддерживающим их коллективам.
Я бы не имел возможности написать данную работу без поддержки и понимания со стороны моей мамы, любимой Люси и близких родственников. Огромное спасибо!
Посвящаю работу моему дедушке Федору Ивановичу Крылову, ветерану Великой Отечественной Войны, ушедшему от нас в августе 2

Оглавление
Введение
0.1 Общие представления о солнечных вспышках
0.1.1 Основные проявления вспышек
0.1.2 Электромагнитная природа вспышек
0.1.3 Популярные модели вспышек
0.2 Квазипериодические пульсации (КПП) рентгеновского излучения
солнечных вспышек
0.2.1 Обзор наблюдений КПП
0.2.2 Пространственно-неразрешенные наблюдения КПП
0.2.3 Пространственно-разрешенные наблюдения КПП
0.2.4 Обзор возможных механизмов генерации КПП
0.3 Цель работы
Глава 1. Пространственно-разрешенные наблюдения источников КПП жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек
1.1 Введение
1.2 Вспышка 29 мая 2003 г
1.2.1 Вспышечная область
1.2.2 Динамика источников жесткого рентгеновского излучения
1.3 Вспышка 19 января 2005 г
1.3.1 Вспышечная область
1.3.2 Динамика источников жесткого рентгеновского излучения
Оглавление
1.4 Вспышка 15 января 2005 г
1.4.1 Вспышечная область
1.4.2 Динамика источников жесткого рентгеновского излучения
1.5 Вспышка 21 августа 2002 г
1.5.1 Вспышечная область
1.5.2 Динамика источников жесткого рентгеновского излучения
1.6 Вспышка 20 октября 2002 г. Мультипериодичность
1.6.1 Спектральный анализ рентгеновского излучения
1.6.2 Частотный анализ временных профилей рентгеновского излучения
1.6.3 Вспышечная область
1.6.4 Динамика источников рентгеновского излучения
1.6.5 Мультипериодичность
1.7 Обобщение наблюдательных фактов
1.8 Обсуждение
1.9 Результаты
1.10 Выводы
Глава 2. Осцилляции темпов счета ИПЕЗБ!: эффект нутации
2.1 Введение
2.2 Наблюдения солнечной вспышки 6 ноября 2004 г
2.3 Свойства рентгеновского излучения вспышки во время осцилляций
2.3.1 Спектральный анализ рентгеновского излучения вспышки
2.3.2 Свойства рентгеновского источника вспышки во время осцилляций
2.3.3 Аппроксимация временных профилей потока рентгеновского излучения вспышки во время осцилляций
2.4 Ложная интерпретация осцилляций в рамках модели колеблющейся магнитной петли
2.5 Эффект нутации ШГЕЗЭ!
Введение

лишь на выделенном масштабе времени. А это уже накладывает существенные ограничения на модели солнечных вспышек.
Понятие КПП электромагнитного излучения солнечных вспышек, обозначенное выше, не является строгим. По сути, оно интуитивное и не исключает субъективизма. Критерии узости пределов длительности отдельных всплесков и времени между их пиками, используемый выше для определения понятия КПП, можно чрезмерно широко трактовать. Подчеркнем, что в литературе не зафиксировано строгого определения явления КПП в солнечных вспышках. В рентгеновской астрономии высоких энергий КПО стандартно определяются при помощи построения спектров мощности сигнала - интегральной характеристики излучения выделенного объекта, например, двойной системы с нейтронной звездой [218|. В случае наличия гармонического процесса в спектре мощности сигнала наблюдается пик на выделенной частоте (в виде дельта-функции в идеальном случае бесконечного ряда наблюдений, лишенных шума). В случае КПО пик в спектре мощности размыт (может описываться, в частности, Лоренцианой). Если ширина (на полувысоте) пика в спектре .мощности сигнала не превышает его центральную частоту, то как раз и принято говорить, что в сигнале присутствуют К1ІО [218).
В рентгеновской астрономии в основном исследуются по сути периодические процессы, связанные по большей мере с относительным вращением двух объектов. Размытость пиков в спектре мощнос ти сигнала таких объектов зачастую во многом связана с присутствием значительных шумов в сигнале или же с негармоническим поведением периодического полезного сигнала (например, быстрая фаза роста пиков, сменяющаяся более длительной фазой спада в случае относительного вращения скопления газа и слабонамагниченной нейтронной звезды). Однако, есть основания полагать, что в солнечных вспышках, сопровождаемых КПП жесткого рентгеновского излучения, процессы выделения энергии могут и не являться периодическими (разумеется, с той оговоркой, что чисто периодических процессов в природе может вообще не существовать), т.е. изучаемый физический объект может не являться осциллятором (например, [132, 171]). Более