Спектральные исследования динамики спикул в линиях водорода и гелия

• Автор: Салахутдинов, Рафик Талипович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 170 с.

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ХРОМОСФЕРНЫХ СПИКУЛ (ОБЗОР)
1.1. Морфологические свойства
1.2. Динамические свойства спикул
1.2.1. Общие закономерности эволюции спикул
1.2.2. Движения спикул
1.3. Физические условия в спикулах
1.4. Спикулы на диске
1.5. УФ-данные
1.6. Волновые и колебательные свойства
1.7. Теоретические модели спикул
Глава 2. НАБЛЮДЕНИЯ ХРОМОСФЕРНЫХ СПИКУЛ НА БОЛЬШОМ
ВНЕЗАТМЕННОМ КОРОНОГРАФЕ САЯНСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ
2.1. Внезатменный коронограф ИЗМИРАН-ГАО
2.2. Внезатменный коронограф Саянской обсерватории
2.3. Автоматическое гидирование Большого внезатменного коронографа
2.4. Фотоэлектрическая система слежения за изображением Солнца
2.5. Фотоэлектрический корректор положения луны
2.5.1. Причины и характеристики смещений изображения
на входной щели спектрографа
2.5.2. Варианты коррекции
2.5.3. Функциональная схема корректора положения луны
2.6. Система автоматического фотографирования спектров
2.7. Рассекатель изображения
2.8. Спектральные наблюдения хромосферных спикул
Глава 3. МИКРОФОТОМЕТРИЯ СПЕКТРОВ СПИКУЛ
3.1. Модернизация микро денситометра АМД
3.2. Фотометрический комплекс ША8-2000
3.3. Метод построения характеристической кривой и
перевода плотности почернения в интенсивность
3.4. Оценка погрешностей измерений
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ХРОМОСФЕРНЫХ СПИКУЛ
4.1. Экспериментальные данные
4.2. Методы обработки данных
4.3. Высокочастотные флуктуации параметров
профиля эмиссии На-спикул
4.4. Динамика На-спикул
4.5. Динамика Рз-шикул
4.6. Распределение Доплеровских скоростей На-и Н3-спикул
вдоль лимба Солнца
4.7. Тангенциальные движения На-и Н3-спикул
4.8. Оценка вклада тангенциальных движений спикул в наблюдаемые Доплеровские скорости
4.9. Измерения собственных движений Н3-спикул
методом локальной корреляции
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность исследования.
Существование хромосферы непосредственно связано с нерадиативными процессами переноса энергии и отражает фундаментальную проблему нагрева верхних слоев атмосферы Солнца. Понятие «слой» применяется к хромосфере условно, и в действительности хромосфера представляет собой ансамбль структур различного пространственного и временного масштаба, при этом ключевая роль в физике солнечной хромосферы отводится тонкой структуре. Основные структурные элементы хромосферы - спикулы, являясь продуктом динамических процессов в подфотосферных слоях и в верхней атмосфере, представляют собой объект интенсивных исследований в физике Солнца. Разнообразие движений спикул - осевые, тангенциальные, турбулентные, вращательные, позволяют отнести их к классу высокодинамичных образований. Найденные периодичности в движениях спикул свидетельствуют как о влиянии окружающего волнового поля, так и о резонансном характере наблюдаемых колебаний. Широкий «спектр» разного рода движений, явная связь с усиленными магнитными полями границ ячеек супергрануляции, простые физические аргументы, касающиеся энергии движения и переносимой массы, делают спикулы интригующим явлением в связи с механизмами нагрева верхней атмосферы Солнца, возникновением переходной области между хромосферой и короной и ускорения солнечного ветра.
В настоящее время сформировались общие представления об основных морфологических характеристиках спикул. Вместе с тем, данные о динамических свойствах спикул не являются полными, некоторые из них носят противоречивый характер. Значительный вклад в решение проблем верхней атмосферы Солнца могут внести исследования динамических свойств спикул, основанные на анализе эволюции длительных высококачественных серий спектров за лимбом Солнца в сильных хромосферных линиях. Одновременные наблюдения спикул на разных высотах приобретают особую важность при анализе как эво-

гда в основании узелка наблюдается нисходящее, а в верхней части - восходящее движение.
Механизмы выброса вещества вследствие магнитного пересоединения рассматривались позже в работах [209, 210].
Альфвеновские волны. Дж.Холлвег и др. [211] нашли, что движения кручения, сообщаемые основанию магнитной трубки потока амплитудой 1-3 км/с, приводят к альфвеновским волнам, распространяющимся вверх вдоль трубки потока. Возрастание крутизны фронта альвеновской волны приводит к формированию быстрой МГД-ударной волны, которая выталкивает переходную область вверх со скоростью около 16 км/с. Вещество под выталкивающейся границей переходной области отождествляется со спикулой. Получаемая температура оказалась ниже требуемой, даже без учета потерь на излучение. Авторы [212], используя непрерывное воздействие случайных движений гранул на основание магнитной трубки, получили более приемлемые результаты. Модификация модели [211] к 2-D геометрии выполнена в [213].
Рассматривая явление резонанса альфвеновских волн в спикуле, авторы работы [214] пришли к заключению, что альфвеновские волны могут эффективно прогревать спикулу механизмом турбулентной диссипации своей энергии через каскадирование к высоким волновым числам (к более мелкому пространственному масштабу). Этой энергии (0.05 эрг-см -с'), как считают авторы, достаточно для прогрева спикулы до температуры, когда начинают светится линии далекого УФ-диапазона. Согласно детальным рассчетам баланса энергии в спикулах [136], потери энергии на излучение в спикуле составляют около 0.1 зрг-см^-с1.
Конденсация коронального газа. Предположение, что спикулы - результат охлаждения и конденсации коронального газа, было впервые высказано ВЛ.Кратом и Т.В.Крат [26]. Они считали, что скорость сжатия газа растет к оси спикулы в соответствии с наблюдаемыми значениями ширин линий гелия, водорода и ионизованного кальция, а видимые вертикальные скорости - это скорости распространения процесса конденсации. В работе [215] проведен расчет