Исследование формирования и движения корональных выбросов массы и связанных с ними ударных волн

• Автор: Егоров, Ярослав Игоревич
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Исследование формирования и начальной стадии движения КВМ по данным с высоким временным и пространственным разрешением

1.1 Методы исследования

1.1.1 Методы предварительной обработки изображений

1.1.2 Методы анализа кинематики КВМ

1.1.3 Методы определения геометрических параметров КВМ

1.2 Отбор событий для анализа

1.3 Морфологическая и физическая картина формирования, а также особенно-

сти кинематики КВМ, связанных с эруптивными протуберанцами или эмиссионными петлями

1.3.1 КВМ от 13 июня 2010 года

1.3.2 КВМ от 7 июня 2011 года
1.3.3 КВМ от 8 марта 2011 года
1.3.4 КВМ от 29 июня 2011 года
1.4 О возможных механизмах эрупции протуберанцев
1.5 О связи эрупции волокна (протуберанца) с солнечными вспышками
1.6 Изменение геометрических характеристик КВМ в зависимости от времени
1.7 Основные результаты исследования, представленные в Главе
2 Исследование формирования и распространения ударных волн, связанных с КВМ, по данным с высоким временным и пространственным разрешением
2.1 Методы определения ударных волн по данным с высоким временным и пространственным разрешением
2.2 Отбор событий для анализа
2.3 Результаты исследования распространения ударных волн, связанных с
КВМ, и их природы по данным с высоким временным и пространственным разрешением
2.4 Основные результаты исследования, представленные в Главе
3 Характеристики КВМ и связанной с ним ударной волны в трехмерном пространстве
3.1 Метод определения трехмерных характеристик КВМ. Новый подход: для
быстрых КВМ отдельно определяются трехмерные параметры тела КВМ и связанных с ними ударных волн
3.2 Оценка точности метода
3.3 Результаты исследования динамики трехмерных параметров КВМ и связанных с ними ударных волн

3.4 Применение метода «Ice-cream cone» в исследовании геоэффективного события 18 ноября 2003 года
3.5 Применение метода «Ice-cream cone» для измерения магнитного поля в солнечной короне вдоль произвольного направления модифицированным методом Gopalswamy and Yashiro (2011)
3.6 Основные результаты исследования, представленные в Главе
Заключение
Список рисунков
Литература

Введение
Диссертация посвящена исследованию корональных выбросов массы (КВМ) и связанных с ними ударных волн. КВМ представляют собой сгустки плазмы и магнитного поля, которые время от времени выбрасываются из короны Солнца в межпланетное пространство. Уже несколько десятилетий они являются объектом интенсивных исследований [1,2]. Результаты таких исследований имеют научную и практическую ценность. С научной точки зрения изучение КВМ позволяет ответить на важные вопросы физики Солнца, которые касаются накопления и быстрого высвобождения энергии, сопровождающих возникновение КВМ, а также закономерностей выноса в межпланетное пространство значительного количества солнечного вещества и магнитного поля. Практическая значимость исследований КВМ определяется ролью выбросов массы в формировании космической погоде. Воздействие некоторых КВМ и/или связанных с ними ударных волн на магнитосферу Земли может приводить к возникновению в околоземном пространстве геомагнитных бурь, в том числе самых сильных [3,4]. В свою очередь, геомагнитные бури могут оказывать негативное воздействие на различные элементы техносферы и на биосферу.
Регулярные наблюдения КВМ стали возможны с использованием коронографов на космических аппаратах. Коронографы регистрируют рассеянное на свободных электронах ко-рональной плазмы фотосферное излучение (Томсоновское рассеяние). Структуры короны с повышенной плотностью плазмы выглядят в поле зрения коронографа более яркими. КВМ являются для короны сильными возмущениями с повышенной плотностью, поэтому оказываются доступными для наблюдений коронографами. Первые коронографические наблюдения КВМ были произведены телескопом, установленным на борту космического аппарата OSO-7 в начале семидесятых годов прошлого столетия [5]. Затем наблюдения КВМ продолжились с использованием коронографов на борту космической станции Skylab в 1973 - 1974г.г. [6], Р78-1 в 1979 - 1985г.г. и SMM в 1980; 1984 - 1989 [7]. В настоящее время сведения о КВМ получаются с использованием 2-х коронографов LASCO С2 и СЗ [8], установленных на борту космического аппарата SOHO, а также коронографов COR1 и COR2 на борту каждого из двух космических аппаратов STEREO А, В [9].
КВМ наблюдаются и с помощью наземных коронографов. По наблюдениям короны в белом свете выбросы массы регистрируются в поле зрения MarkIV К-коронометра (Mauna Loa Solar Observatory (MLSO)) [10]. КВМ были также зарегистрированы в поле зрения наземных коронографов, наблюдающих корону в зеленой линии [11].
Помимо наблюдений в белом свете и в отдельных линиях в видимом спектре коро-нального излучения, в нижней короне КВМ удается зарегистрировать в рентгеновском диапазоне спектра, в радиодиапазоне, а также в спектральном диапазоне крайнего ультрафиолета. Изображения КВМ в мягком рентгеновском излучении (0.6-6 нм) получают с помощью телескопов SXI [12] на борту космических аппаратов GOES. В различных участках спектра в области крайнего ультрафиолета КВМ регистрируются инструментами EIT на борту космического аппарата SOHO [13], EUVI на борту двух аппаратов STEREO [14], AIA на борту SDO [15] и SWAP на борту PROBA2 [16-18].
И, наконец, отмстим, что в последнее десятилетие появилась возможность регистрировать КВМ в межпланетном пространстве с помощью космического аппарата Solar Mass

агсзес
Рисунок 1.19. Событие 29 июня 2011. а - появлению КВМ предшествует эрупция двух протуберанцев (1) и (2). б и в - наложение протуберанца (2) в линии 304 А на формирование фронтальной структуры КВМ (3) в линии 171 А. Расширение фронтальной структуры КВМ соответствует расширению протуберанца (2). е -разностное изображение фронтальной структуры КВМ по данным ЬАЭСО/С2.
ет эрупция двух протуберанцев, Рис 1.19(а). Событие начинается с активизации большого, со сложной структурой, протуберанца. Эта активизация проявляется в усилении яркости отдельных элементов протуберанца и смещении этих элементов друг относительно друга. Эрупция маленького протуберанца вначале сопровождается продолжением активизации большого протуберанца, далее начинается эрупция большого волокна, и затем начинается вспышка. Быстрый рост скорости большого эруптивного протуберанца оказывается синхронизированным с интенсивностью мягкого рентгеновского излучения из области вспышки.
На ранней стадии активизации большого протуберанца начинает светиться расположенный вокруг протуберанца магнитоплазменный жгут с характерной структурой силовых линий магнитного поля (Рис 1.19(6)). Когда большой протуберанец начинает двигаться, он, наряду с движением вверх, расширяется. Воздействие этого протуберанца изнутри на разные участки жгута приводит к увеличению яркости жгута, начиная с его верхней части Рис 1.19(в). Затем эта область повышенной яркости постепенно «заливает», как белой краской, весь жгут (Рис 1.19(г-д)), формируя фронтальную структуру КВМ. После такой «заливки» жгута отдельные его детали перестают быть видимыми. В течение длительного времени отчетливо наблюдавшийся жгут оставался практически неподвижным. Медленное движение жгута началось еще до начала формирования фронтальной структуры в момент времени ~ 00:20:00. Это время примерно совпадает с моментом начала связанной с КВМ вспышки и с началом резкого нарастания скорости маленького протуберанца.