Солнечно-земная физика, 2024, № 3
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Издательство:
Институт солнечно-земной физики СО РАН
Наименование: Солнечно-земная физика
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 159
Дополнительно
Вид издания:
Журнал
Артикул: 349900.0040.99
Доступ онлайн
от 384 ₽
В корзину
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 03.03.01: Прикладные математика и физика
- ВО - Магистратура
- 03.04.01: Прикладные математика и физика
- 03.04.02: Физика
- ВО - Специалитет
- 03.05.01: Астрономия
- Аспирантура
- 03.06.01: Физика и астрономия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
СОЛНЕЧНО-ЗЕМНАЯ ФИЗИКА
СМИ зарегистрировано Федеральной служ- ISSN 2712-9640
бой по надзору в сфере связи, информаци- Издается с 1963 года DOI: 10.12737/issn.2712-9640
онных технологий и массовых коммуника- Том 10. № 3. 2024. 157 с.
ций (Роскомнадзор). Регистрационный но- Выходит 4 раза в год
мер ЭЛ № ФС 77 — 79288 от 2 октября 2020 г.
Учредители: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Ордена Трудового Красного Знамени Институт солнечно-земной физики
Сибирского отделения Российской академии наук
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Сибирское отделение Российской академии наук»
SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS
Registered by Federal Service for Supervision ISSN 2712-9640
of Communications, Information Technology The edition has been published since 1963 DOI: 10.12737/issn.2412-4737
and Mass Media (Roscomnadzor). Registration Vol. 10. Iss. 3. 2024. 158 p.
Number EL No. FS 77 — 79288 of October Quarterly
02, 2020
Founders: Institute of Solar-Terrestrial Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
Состав редколлегии журнала Editorial Board
Жеребцов Г.А., академик РАН — Zherebtsov G.A., Academician of RAS, Editor-in-Chief,
главный редактор, ИСЗФ СО РАН ISTP SB RAS
Степанов А.В., чл.-к. РАН — Stepanov A.V., Corr. Member of RAS,
заместитель главного редактора, ГАО РАН Deputy Editor-in-Chief, GAO RAS
Потапов А.С., д-р физ.-мат. наук — Potapov A.S., D.Sc. (Phys.&Math),
заместитель главного редактора, ИСЗФ СО РАН Deputy Editor-in-Chief, ISTP SB RAS
Члены редколлегии Members of the Editorial Board
Абраменко В.И., д-р физ.-мат. наук, КРАО Abramenko V. I., D.Sc. (Phys.&Math.), CRAO
Алтынцев А.Т., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН Altyntsev A.T., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Афанасьев Н.Т., д-р физ.-мат. наук, ИГУ Afanasiev N.T., D.Sc. (Phys.&Math.), ISU
Благовещенская Н.Ф., д-р физ.-мат. наук, ААНИИ Blagoveshchenskaya N.F., D.Sc. (Phys.&Math.), AARI
Богачев С.А., д-р физ.-мат. наук, ИКИ РАН Bogachev S.A., D.Sc. (Phys.&Math.), IKI RAS
Валявин Г.Г., канд. физ.-мат. наук, САО РАН Valyavin G.G., C.Sc. (Phys.&Math.), SAO RAS
Григорьев В.М., чл.-к. РАН, ИСЗФ СО РАН Grigoryev V.M., Corr. Member of RAS, ISTP SB RAS
Гульельми А.В., д-р физ.-мат. наук, ИФЗ РАН Guglielmi A.V., D.Sc. (Phys.&Math.), IPE RAS
Демидов М.Л., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН Demidov M.L., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Деминов М.Г., д-р физ.-мат. наук, ИЗМИРАН Deminov M.G., D.Sc. (Phys.&Math.), IZMIRAN
Ермолаев Ю.И., д-р физ.-мат. наук, ИКИ РАН Yermolaev Yu.I., D.Sc. (Phys.&Math.), IKI RAS
Зеленый Л.М., академик РАН, ИКИ РАН Zelenyi L.M., Academician of RAS, IKI RAS
Куличков С.Н., д-р физ.-мат. наук, ИФА РАН Kulichkov S.N., D.Sc. (Phys.&Math.), IAP RAS
Леонович А.С.†, д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН Leonovich A.S.†, D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Мареев Е.А., академик РАН, ИПФ РАН Mareev E.A., Academician of RAS, IAP RAS
Медведев А.В., чл.-к. РАН, ИСЗФ СО РАН Medvedev A.V., Corr. Member of RAS, ISTP SB RAS
Мингалев И.В., д-р физ.-мат. наук, ПГИ Mingalev I.V., D.Sc. (Phys.&Math.), PGI
Обридко В.Н., д-р физ.-мат. наук, ИЗМИРАН Obridko V.N., D.Sc. (Phys.&Math.), IZMIRAN
Перевалова Н.П., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН Perevalova N.P., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Пташник И.В., чл.-к. РАН, ИОА СО РАН Ptashnik I.V., Corr. Member of RAS, IAO SB RAS
Салахутдинова И.И., канд. физ.-мат. наук, Salakhutdinova I.I., C.Sc. (Phys.&Math.),
ученый секретарь, ИСЗФ СО РАН Scientific Secretary, ISTP SB RAS
Сафаргалеев В.В., д-р физ.-мат. наук, ПГИ Safargaleev V.V., D.Sc. (Phys.&Math.), PGI
Стародубцев С.А., д-р физ.-мат. наук, ИКФИА СО РАН Starodubtsev S.A., D.Sc. (Phys.&Math.), IKFIA SB RAS
Стожков Ю.И., д-р физ.-мат. наук, ФИАН Stozhkov Yu.I., D.Sc. (Phys.&Math.), LPI RAS Тащилин А.В., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН Tashchilin A.V., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS Тестоедов Н.А., академик РАН, ИКТ КНЦ СО РАН Testoedov N.A., Academician of RAS, ICT KSC RAS Уралов А.М., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН Uralov A.M., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS Лестер М., проф., Университет Лестера, Великобритания Lester M., Prof., University of Leicester, UK Логинов В.Ф., академик НАН Беларуси, Loginov V.F., Academician of the NAS of Belarus, Институт природопользования Беларуси Institute of Nature Managment Йихуа Йан, проф., Национальные астрономические Yan Yihua, Prof., National Astronomical Observatories, обсерватории Китая, КАН, Китай China Панчева Дора, проф., Национальный институт геодезии, Pancheva D., Prof., Geophysical Institute, Bulgarian геофизики и географии БАН, Болгария Academy of Sciences, Bulgaria Ответственный секретарь редакции Executive Secretary of Editorial Board Полюшкина Н.А., ИСЗФ СО РАН Polyushkina N.A., ISTP SB RAS
СОДЕРЖАНИЕ
Алтынцев А.Т., Глоба М.В., Мешалкина Н.С., Сыч Р.А. Наблюдения корональных дыр на Сибирском радиогелиографе .……...................................................................................................................... 5–12
Мешалкина Н.С., Алтынцев А.Т. Проявления нагрева в начале вспышки 29 июня 2012 г. …......... 13–20
Овчинникова Н.Е., Богод В.М., Лебедев М.К. Наблюдение в радиодиапазоне линии поглощения
гидроксила (ОН) в волокнах и протуберанцах над активными областями Солнца ...………….............. 21–26
Смирнов Д.А., Мельников В.Ф. Микроволновая диагностика вспышечной плазмы методом фитирования по данным Cибирского радиогелиографа …………...…………………………………………... 27–39
Крайнев М.Б., Калинин М.С. Пятьдесят лет исследования поведения интенсивности ГКЛ в периоды инверсии гелиосферного магнитного поля. II. Инверсия ГМП на внутренней границе гелиосферы …............................................................................................................................................................. 40–52
Стародубцев С.А., Шадрина Л.П. МГД-волны в области предфронта межпланетных ударных
волн 6 и 7 сентября 2017 г. …………………………………………………………………......................... 53–61
Сапунова О.В., Бородкова Н.Л., Застенкер Г.Н. Анализ спектров флуктуаций величины потока
плазмы и модуля магнитного поля на обратных ударных волнах ….......................................................... 62–69
Данилова О.А., Птицына Н.Г., Сдобнов В.E. Явления гистерезиса в отклике геомагнитной
активности и параметров космических лучей на вариации межпланетной среды во время магнитной
бури ……………………………………………………………………………………................................... 70–78
Суворова А.В., Дмитриев А.В. Условия появления интенсивных потоков энергичных электронов
на L<1.2, связанные с солнечной активностью и параметрами солнечного ветра ……………………... 79–87
Беспалов П.А., Савина О.Н., Жаравина П.Д. Существенность величины плазменного параметра
электронов для возбуждения хоров и формирования нерегулярности магнитного поля в области их
возбуждения …………………………………………………………………………………………………. 88–96
Макаров Г.А. Крупномасштабные связи геомагнитных индексов SYM-H и ASY-H с северо-южной
компонентой ММП и бета-параметром солнечного ветра ……………………………………………….. 97–103
Моисеев А.В., Попов В.И., Стародубцев С.А. Исследование особенностей азимутального распространения геомагнитных Pс5-пульсаций и их эквивалентных токовых вихрей по данным наземных и спутниковых наблюдений …………………………………………………………………………… 104–115
Дмитриев А.В., Долгачева С.А., Трошичев О.А., Пулинец М.С. Сравнение моделирования эффекта поглощения в полярной шапке с наблюдениями на сети станций ААНИИ ……………………... 116–128
Бахметьева Н.В., Григорьев Г.И., Жемяков И.Н., Калинина Е.Е., Лисов А.А. Особенности
нижней ионосферы Земли во время затмений Солнца и в заходно-восходные часы по измерениям
методом ИПН вблизи Нижнего Новгорода ………………………………………………………………... 129–145
Ягова Н.В., Сахаров Я.А., Пилипенко В.А., Селиванов В.Н. Длиннопериодные геомагнитные
пульсации как элемент воздействия космической погоды на технологические системы ……………… 146–156
CONTENTS
Altyntsev A.T., Globa M.V., Meshalkina N.S., Sych R.A. Observations of coronal holes with the Siberian
Radioheliograph …….………………………………………………………..................................................... 5–12
Meshalkina N.S., Altyntsev A.T. Heating manifestations at the onset of the 29 June 2012 flare ………... 13–20
Ovchinnikova N.E., Bogod V.M., Lebedev M.K. Observation at radio frequencies of the hydroxyl (OH)
absorption line in filaments and prominences above active regions of the Sun ……………………………... 21–26
Smirnov D.A., Melnikov V.F. Microwave diagnostics of flare plasma by the direct fitting method based
on data from the Siberian Radioheliograph ..…………………………………………………………………... 27–39
Krainev M.B., Kalinin M.S. Fifty years of studying the GCR intensity during inversion of the heliospheric
magnetic fields. II. HMF inversion on the inner heliospheric boundary …....................................................... 40–52
Starodubtsev S.A., Shadrina L.P. MHD waves at the pre-front of interplanetary shocks on September 6
and 7, 2017 ……………..…...………………………………………………………………………….............. 53–61
Sapunova O.V., Borodkova N.L., Zastenker G.N. Spectral properties of solar wind plasma stream and
magnetic field fluctuations across the fast reverse interplanetary shock ………………………………………… 62–69
Danilova O.A., Ptitsyna N.G., Sdobnov V.E. Hysteresis phenomena in the response of geomagnetic activity and cosmic ray parameters to variations in the interplanetary medium during a magnetic storm ……... 70–78 Suvorova A.V., Dmitriev A.V. Conditions for the occurrence of intense fluxes of energetic electrons at L<1.2 associated with solar activity and solar wind parameters ……………………………………………... 79–87 Bespalov P.A., Savina O.N., Zharavina P.D. Importance of the electron plasma parameter for excitation of chorus and formation of magnetic field irregularity in the region of their excitation ………………... 88–96 Makarov G.A. Large-scale relationships of the geomagnetic indices SYM-H and ASY-H with the northsouth IMF component and the solar wind beta parameter ……………………………………………………... 97–103 Moiseev A.V., Popov V.I., Starodubtsev S.A. Investigating azimuthal propagation of Pc5 geomagnetic pulsations and their equivalent current vortices from ground-based and satellite data ...……………….......... 104–115 Dmitriev A.V., Dolgacheva S.A., Troshichev O.A., Pulinets M.S. Comparison of modeling of the polar cap absorption effect with observations at the AARI ground-based network ………………………………... 116–128 Bakhmetieva N.V., Grigoriev G.I., Zhemyakov I.N., Kalinina E.E., Lisov A.A. Features of Earth’s lower ionosphere during solar eclipse and sunset and sunrise hours according to measurements by the API method near Nizhny Novgorod ……………………………………………………………………………….. 129–145 Yagova N.V., Sakharov Ya.A., Pilipenko V.A., Selivanov V.N. Long-period geomagnetic pulsations as an element of the space weather influence on technologocal systems ……………………………………….. 146–156
Солнечно-земная физика. 2024. Т. 10. № 3 Solnechno-zemnaya fizika. 2024. Vol. 10. Iss. 3
УДК 523.9-7, 523.98 Поступила в редакцию 02.04.2024
DOI: 10.12737/szf-103202401 Принята к публикации 23.05.2024
НАБЛЮДЕНИЯ КОРОНАЛЬНЫХ ДЫР НА СИБИРСКОМ РАДИОГЕЛИОГРАФЕ
OBSERVATIONS OF CORONAL HOLES WITH THE SIBERIAN RADIOHELIOGRAPH
А.Т. Алтынцев A.T. Altyntsev
Институт солнечно-земной физики СО РАН, Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS,
Иркутск, Россия, altyntsev@iszf.irk.ru Irkutsk, Russia, altyntsev@iszf.irk.ru
М.В. Глоба M.V. Globa
Институт солнечно-земной физики СО РАН, Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS,
Иркутск, Россия, globa@iszf.irk.ru Irkutsk, Russia, globa@iszf.irk.ru
Н.С. Мешалкина N.S. Meshalkina
Институт солнечно-земной физики СО РАН, Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS,
Иркутск, Россия, nata@iszf.irk.ru Irkutsk, Russia, nata@iszf.irk.ru
Р.А. Сыч R.A. Sych
Институт солнечно-земной физики СО РАН, Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS,
Иркутск, Россия, sych@iszf.irk.ru Irkutsk, Russia, sych@iszf.irk.ru
Аннотация. Впервые выполнены многоволно- Abstract. Multi-wavelength observations of a coroвые наблюдения корональной дыры (КД) с двумер- nal hole (CH) with two-dimensional spatial resolution
ным пространственным разрешением в диапазоне have been made for the first time in the frequency range
частот от 2.8 до 12 ГГц. На частотах ниже 6 ГГц from 2.8 to 12 GHz. At frequencies below 6 GHz, the
средняя яркость по дыре в 1.5 раза меньше яркости average brightness of the hole is 1.5 times lower than
спокойного Солнца. Распределение радиояркости по the brightness level of the quiet Sun. The distribution of
дыре неоднородно: отношение максимальных к ми- radio brightness over the hole is inhomogeneous: the
нимальным яркостным температурам падает от не- ratio of maximum to minimum brightness temperatures
скольких раз на низких частотах до десятых долей falls from several times at low frequencies to tenths of
на верхних принимаемым частотах. На частотах fractions at the upper received frequencies. At frequenвыше 6 ГГц контраст температур между КД и участ- cies above 6 GHz, the temperature contrast between the
ками спокойного Солнца мал. Внутри КД наблюда- CH and regions of the quiet Sun is small. Within the
ются яркие относительно спокойного Солнца ком- CH, there are compact sources that are bright relative to
пактные источники. В целом наблюдения КД с по- the quiet Sun. In general, observations of CHs with
мощью СРГ перспективны как для исследования SRH are promising both for the research into the nature
природы КД, так и как средство регулярного мони- of CHs and for the applied problems of forecasting solar
торинга в прикладных задачах прогнозирования wind characteristics.
характеристик солнечного ветра. Keywords: Sun, radio emission, bremsstrahlung, coro Ключевые слова: Солнце, радиоизлучение, тор- nal holes.
мозное излучение, корональные дыры.
ВВЕДЕНИЕ роволнового излучения. Первые радиоспектры КД
были получены с помощью крупных радиотелеско- Корональные дыры (КД) — области пониженной пов с диаграммами направленности несколько угло-яркости на изображениях солнечного диска в край- вых минут [Papagiannis, Baker, 1982]. Было пока-нем ультрафиолетовом (КУФ) или мягком рентге- зано, что наибольший контраст, до уровня 0.5 отно-новском излучении, соответствующие конфигура- сительно яркостной температуры спокойного Солнцациям с открытыми силовыми линиями магнитного
TQS, достигается на частотах 0.6–0.75 ГГц. В микро-поля [Cranmer, 2009]. КД являются источниками вы волновом диапазоне контраст уменьшается и наблю-сокоскоростных потоков солнечного ветра [Krieger et
дается депрессия около 0.8TQS на 3 ГГц. Позднееal., 1973; Nolte et al., 1976]. Данные об их площади
одномерные наблюдения КД с угловым разреше-и глубине депрессии яркости используются в прогнозах характеристик солнечного ветра в окрестности нием около 1' были выполнены в широком диапаЗемли [Vršnak et al., 2007; Obridko et al., 2009; Rotter зоне частот 1–15 ГГц на крупном радиотелескопе
et al., 2012, 2015; Reiss et al., 2016]. Депрессия излу- РАТАН-600 [Боровик и др., 1990; Дравских, Дравчения вызвана пониженными относительно спокойно- ских, 2023]. Депрессия яркостной температуры
го Солнца температурой и плотностью плазмы в пере- наблюдалась на частотах ниже 6–7 ГГц. Анализ спекходной области и наиболее контрастно выделяется тров показал, что депрессия в основном вызвана
в линиях 193 и 211 Å [Garton et al., 2018]. уменьшением в два раза плотности плазмы в короне
На высотах нижней короны КД могут проявляться над КД на высотах вплоть до 40·103 км. Температура
как области депрессии яркостной температуры мик- плазмы в короне над КД может уменьшаться на 20 %.
5
А.Т. Алтынцев, М.В. Глоба, Н.С. Мешалкина, Р.А. Сыч A.T. Altyntsev, M.V. Globa, N.S. Meshalkina, R.A. Sych
Средние по корональной дыре яркостные температуры в зависимости от частоты
2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.8 6.6 7.4 8.2 9.0 f, ГГц 3.0 3.4 3.8 4.2 5.0 6.2 7.0 7.8 8.6 9.4
TQS, 103 K 27.2 23.9 21.5 19.7 17.8 15.1 14.1 13.3 12.7 12.2
Tmean, 103 K 18.6 16.5 15.2 17.2 14.8 15.3 14.8 14.0 13.0 13.0
Tmean/TQS 0.7 0.7 0.7 0.87 0.83 1.01 1.05 1.05 1.02 1.06
Tmin, 103 K 12 11 9 12.5 11 13 12 12 11 11
Tmax, 103 K 30 20 18 21 18 19 17 16 15 14
Tmах/Tmin 2.5 1.8 2.0 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.4 1.27
На частотах выше 10 ГГц, где вклад короны в излу- НАБЛЮДЕНИЯ
чение КД мал, контраст с окружающими участками
Для анализа микроволновых изображений исполь-спокойного Солнца практически незаметен.
зовались карты полного диска Солнца, полученные Регулярные двумерные наблюдения КД в микро в течение минуты около 06:14 UT 25 апреля 2023 г.волнах с пространственным разрешением до 10–20''
при тестовых наблюдениях на Сибирском радиогелио-начали проводиться в 90-х гг. на частотах 5.7 ГГц
графе [Lesovoi et al., 2012; Алтынцев и др., 2020;(ССРТ, [Grechnev et al., 2003]) и 17 ГГц [Nakajima et https://ckp-rf.ru/catalog/usu/4138190/]. Радиокарты, по-al., 1994]. На 5.7 ГГц в КД наблюдалась в основном строенные автоматически в рутинном режиме на 3.0депрессия яркостной температуры вплоть до 8·103 K и 6.2 ГГц, и корреляционные кривые в интервале 00.00–при яркостной температуре спокойного Солнца 10.00 UT доступны по адресу [https://badary.iszf.irk.ru/16·103 K. Области депрессии яркостной температуры srhDaily.php]. Время накопления сигнала на этих изоб-на 5.7 ГГц были только в некоторых случаях близки ражениях 0.2 с.по форме к КД, видимым в КУФ-излучении [Krissinel Список частот для антенных решеток 3–6 ГГцet al., 2000]. Во многих случаях внутри КД наблюда- и 6–12 ГГц приведен в верхней строке таблицы.лись компактные яркие источники с температурой Сигналы регистрировались независимо. В каждомдо 22·103 K. На 17 ГГц контраст между КД и спо- диапазоне наблюдения проводились на 16 частотахкойным Солнцем не заметен, но внутри и на грани- со временем накопления на одной частоте 0.2 с.цах дыр выделялись во многих случаях источники Длительность цикла последовательного перебораповышенной радиояркости [Kosugi et al., 1986; частот была менее 4 с. Методы амплитудной и фа-Gopalswamy et al., 1999; Pohjolainen et al., 2000; зовой калибровки при построении изображений осMoran et al., 2001]. Рассматривались разные при- нованы на избыточности антенной решетки и опичины появления таких неоднородностей на 17 ГГц: саны в работе [Глоба, Лесовой, 2021]. Калибровка
1) микровспышки в хромосферной сетке, приводящие значений яркостных температур на изображениях
энерговыделению в основаниях КД [Gopalswamy et производилась по участкам спокойного Солнца. Темal., 1999]; 2) сгущения открытых силовых линий пературы композитного спектра (авторы благодарны
магнитного поля на уровне хромосферы, которым Кочанову А.А., предоставившему композитный спектр
соответствует их повышенная расходимость в ко- микроволнового излучения спокойного Солнца), исроне [Wang, Sheely, 1990]. пользованные при калибровке спокойного Солнца,
Характеристики расположенных внутри КД мик- получены в основном из измерений Zirin et al. [1991]
роволновых источников на частотах с малым (17 ГГц) и Боровика и др. [1992] и приведены во второй
и большим (5.7 ГГц) вкладом излучения на коро- строке таблицы.
нальных высотах сравнивались в работe [Maksimov Слабоконтрастные области на изображениях
et al., 2006]. Было обнаружено, что мелкомасштаб- с флуктуациями яркости выделялись двумя методами.
ные неоднородности на этих частотах разнесены ра- В первом методе при построении радиокарт испольдиально, а их яркости антикоррелируют. Maksimov, зовался код, разработанный М. Глобой. КорональProsovetsky [2002] предположили, что антикорреля- ные дыры исследовались по изображениям, полученция яркостей объясняется разницей высот выделе- ным усреднением радиокарт на двух смежных частония волновой энергии на пути ее переноса из фото- тах, причем на каждой частоте предварительно усредсферы в корону. Повышенное выделение энергии нялись 10 карт, зарегистрированных последовательно
в нижних слоях магнитной трубки приводит к росту в течение минуты. Частоты наблюдений показаны
яркости на высоких частотах и, соответственно, к по- в первой строке таблицы. Общее время накопления
явлению депрессии выше, в короне. Возможно и об- сигнала для карты сдвоенной частоты составляло
ратное соотношение. Статистические исследования около 4 с. Этот метод использовался при анализе
показали влияние ярких источников внутри КД на наблюдений корональной дыры 25 апреля 2023 г.
17 ГГц на характеристики высокоскоростных пото- Во втором методе для построения изображений исков солнечного ветра [Akiyama et al., 2013]. пользовался код, разработанный С. Анфиногенто Целью настоящей работы является анализ мно- вым. Для увеличения времени накопления сигнала
говолновых наблюдений КД с помощью Сибирского с антенн вначале усреднялись результаты измерений
радиогелиографа. Исследовались характеристики мик- видностей пар антенн, зарегистрированных в десяти
роволновых структур в границах КД, наблюдавшейся циклах перебора по частотам, а затем по ним строив КУФ-излучении 25 апреля и 20 сентября 2023 г. лись изображения со временем накопления около
в центральной части солнечного диска. 3 с на каждой частоте.
6
Наблюдения корональных дыр на Сибирском радиогелиографе Observations of coronal holes with the Siberian radioheliograph
Рис. 1. Изображения корональной дыры 25 апреля 2023 г. Желтыми контурами показаны области депрессии
на уровне половинной яркости в канале 211 Å. Изображения преобразованы с помощью процедуры эквализации гистограмм. Фон — изображение диска SDO/AIA в линии 211 Å (а). Черными контурами показаны депрессии яркости в линии 193 Å. Радиокарта, усредненная по частотам 3.2 и 3.4 ГГц (б). Черные контуры соответствуют уровням 0.7TQS
и 0.9TQS. Все изображения построены для времени 06:14 UT и сглажены окном 30''
На рис. 1 показаны изображения диска Солнца Для количественного описания мелкомасштаб25 апреля 2023 г. (06:14 UT) в КУФ (а) и микровол- ных неоднородностей микроволнового излучения
новом (б) излучении. Приведена радиокарта в диа- внутри экваториальной КД рассмотрим свойства
пазоне частот 3.2–3.4 ГГц, в котором область депрес- гистограмм яркостных температур в квадрате, вписии наиболее близка по форме к области в КУФ-излу- санном в КД на рис. 1. Для абсолютной калибровки
чении. Все изображения сглажены окном 30'' и под- значений температур использовалась гистограмма
вергнуты эквализации гистограмм яркости с помощью в квадрате с центром [300, –400] угл. сек., располоIDL-процедуры hist_equal.pro. КУФ-изображения сол- женном в области спокойного Солнца. Максимуму
нечного диска использовались для определения гра- попиксельной диаграммы этого квадрата присваи валось значение TQS. Стороны обоих квадратов равныниц КД. Были выбраны КУФ-изображения в линиях
200'' при размере пиксела 4.9''. Средние яркостные193 Å (фон и черные контуры) и 211 Å (желтые кон температуры Tmean КД приведены в таблице и отме-туры), в которых КД проявляются наиболее кон чены звездочками на графиках на рис. 3. Бары пока-трастно [Garton et al., 2018]. Уровень контуров равен
зывают диапазон частот по оси абсцисс и макси-половине от средней яркости по диску Солнца. В этот
мальные отклонения по оси ординат. На частотахдень наблюдаются депрессии яркости в полярных ниже 4 ГГц яркостная температура КД ниже темпе-областях и большая область депрессии в центре ратуры спокойного Солнца в 1.5 раза, затем контрастсолнечного диска. Для выделения КД на диске постепенно падает, а на частотах выше 5–6 ГГц сред-Солнца мы использовали процедуры CHIMERA ний уровень яркости КД немного превышает темпе-[Garton et al., 2018; https://SolarMonitor.org] и SPoCA ратуру спокойного Солнца.[https://suntoday.lmsal.com; Verbeeck et al., 2014]. Мелкомасштабное распределение радиояркости
Заметим, что результаты разных процедур не все- по КД также неоднородно, причем размах неодногда совпадают, тем более при определении границ родностей, т. е. отношение максимальных к миниКД. Область экваториальной КД, полученная с по- мальным яркостным температурам внутри квадрата,
мощью CHIMERA, несколько уже области депрес- меняется от Tmах/Tmin=2.5 на нижней границе диапасии КУФ-излучения и вытянута вдоль красных пря- зона частот до десятков процентов на высоких чамых на рис. 1. стотах. Отметим, что минимальные яркостные тем На рис. 2 приведены изображения КД (а, в) на са- пературы Tmin достигают 9 ТК.
мой низкой и самой высокой парах частот, представ- Для детального сравнения распределений ярленных в таблице, вместе с КУФ-изображением (б) костной температуры внутри КД удобно сравнивать
и магнитограммой продольного поля (г). Глубина профили радиояркости на разных частотах. На рис. 4,
депрессий яркостной температуры в КД относительно а–в приведены профили яркостной температуры
участков спокойного Солнца уменьшается с ростом вдоль сечения, показанного на рис. 1, 2 красной личастоты приема. Распределения яркости внутри КД нией. На панели д показан разрез яркости КУФ-излуна микроволновых изображениях неоднородны, видны чения в каналах SDO 193 и 211 Å, на котором веркрупномасштабные меридиональные ленты пони- тикальными линиями показаны границы депрессии.
женной яркости, более узкие на высокой частоте. На низких частотах, вплоть до 5.0 ГГц, в области
Некоторым лентам есть соответствие в распределе- КУФ-депрессии наблюдается депрессия яркости
нии глубин депрессии в КУФ-излучении на 211 Å. радиоизлучения, при этом профиль температуры
Не наблюдается связи микроволновых неоднород- не пологий, как в КУФ-излучении (г), а испытывает
ностей со структурой продольного магнитного поля. вариации от 9·103 до 25·103 K.
7
А.Т. Алтынцев, М.В. Глоба, Н.С. Мешалкина, Р.А. Сыч A.T. Altyntsev, M.V. Globa, N.S. Meshalkina, R.A. Sych
Рис. 2. Микроволновые карты КД на частотах с депрессией (а) и без (в). Фоновые изображения преобразованы эквализацией и сглаживанием окном 30''. Белые контуры (панель а) соответствуют уровням 0.7TQS и 0.9TQS. Желтые контуры — 0.5 от средней яркости КУФ-изображения SDO/AIA в линии 211 Å. Панель б — КУФ-изображение в канале 211 Å.
Яркость обрезана сверху на уровне 0.6 от средней яркости по диску, чтобы выделить структуры внутри КД. Панель г —
магнитограммы продольного поля, преобразованные эквализацией и сглаживанием окном 30''. Красные линии показывают сечение для построения профилей яркостной температуры на рис. 3. Квадраты отмечают области, для которых
проводился анализ гистограмм радиояркости
Рис. 3. Спектр радиоизлучения спокойного Солнца TQS
(сплошная линия) и яркостных температур, усредненных
по КД. Звезды с барами показывают спектр КД 25 апреля
2023 г. Бары показывают Tmах и Tmin внутри квадрата КД.
Сиреневые ромбы показывают измерения на РАТАН-600
[Боровик и др., 1990]. Красные и синие кривые — средние
яркостные температуры в КД, зарегистрированные 20 сен- Рис. 4. Профили яркостной температуры в интенсивтября 2023 г. ности (R+L, сплошная линия) (а–в), построенные вдоль
сечений солнечного диска, показанных на рис. 1, 2. Чер Видно, что значимая поляризация в границах КД ные пунктирные, штриховые и красные пунктирные линаблюдается на нижних частотах (рис. 4, а, б). На кри- нии — уровни спокойного Солнца 1TQS, 0.9TQS, 0.7TQS.
вой поляризации излучения на 2.8–3.0 ГГц (панель а) Панель г — профили яркости в КУФ-линиях 211 и 193 Å.
Вертикальные штрихпунктирные линии на всех панелях —наблюдаются значительные флуктуации с амплиту- границы КД, определенные по КУФ-излучению в каналедой до 20 % и с изменением знака. Флуктуации на 193 Å, черные и красные пунктирные линии соответствуют
панели б значительно меньше, и они не коррелируют половине яркости в соответствующем канале. Все прос кривой на панели а. На высоких частотах (см. па- фили сглажены окном 30''. Панель д — профиль магнитонель в) поток поляризованного излучения мал. граммы SDO/HMI
8
Наблюдения корональных дыр на Сибирском радиогелиографе Observations of coronal holes with the Siberian radioheliograph
Разрез магнитограммы (рис. 4, д) показывает, что прессий на частотах около 3 ГГц достаточен для исмагнитное поле вдоль разреза имеет преимуще- пользования методов машинного обучения, подобственно южное направление, а его амплитуда меня- ных рассмотренному в статье [Illarionov, Tlatov, 2018].
ется вдоль сечения с масштабом около 30'', харак- Тестовые наблюдения на Сибирском радиогетерным для хромосферной супергрануляции. Вели- лиографе подтвердили результаты наблюдений КД,
чина компоненты фотосферного магнитного поля полученные на основе многоволновых одномерных
по лучу зрения в основном не превышает нескольких сканов РАТАН-600 и двумерных карт ССРТ (5.7 ГГц)
гаусс. и радиогелиографа Нобеяма (17 ГГц).
На рис. 5 приведены изображения для 20 сентября На рис. 3 сиреневые ромбы показывают усред2023 г., построенные методом Анфиногентова с усред- ненные для 4 КД результаты измерений радиоспектра
нением функций видности. Карты и корреляционные с помощью РАТАН-600 во время минимума солнечкривые, полученные в рутинном режиме, приведены ной активности 1984–1986 гг. [Боровик и др., 1990].
по адресу [https://badary.iszf.irk.ru/srhDaily.php]. Для Согласно [Боровик и др., 1990] частота, при превы01:00–01:28 UT были получены изображения с шагом шении которой исчезает контраст между яркостными
одна минута на 20 частотах в диапазоне 2.8–11.6 ГГц. температурами КД и спокойного Солнца, составляет
Для увеличения отношения сигнал/шум и соответ- 7.5 ГГц. Отметим, что депрессии, регистрируемые
ственно видимости депрессий на каждой частоте РАТАН-600 и СРГ, близки по глубине. Для полярприменялось их усреднение. Из последовательно- ной КД, наблюдавшейся во время солнечного засти карт в диапазоне 2.8–11.6 ГГц видно, что ха- тмения 29 марта 2006 г., Golubchina [2022] оценила
рактер их изменений с частотой подобен рассмот- частоту, выше которой яркостные температуры КД
ренному выше для карт Солнца 25 апреля 2023 г. и спокойного Солнца сравниваются, в 5 ГГц.
Глубина депрессии уменьшается с частотой, и кон- В работе [Дравских, Дравских, 2023] обсуждатраст со спокойным Солнцем заметен на частотах ются измерения спектров КД с помощью РАТАН-600.
ниже 7.2 ГГц. В этой работе, выполненной по данным наблюдений
Проведем сравнение микроволновых карт с рас- 22 КД во время спада 24-го цикла активности, припределением по диску КУФ-излучения на волне 193 Å нимается средняя частота исчезновения контраста
и магнитограммой (рис. 6). На КУФ-картах мы ви- 10 ГГц. К сожалению, в работе не обсуждается точдим ряд депрессий, расположенных в окрестности ность выделения излучения КД на одномерных скацентрального меридиана. Можно выделить два типа нах диска активного Солнца. Преимуществом двудепрессий. Первый тип связан с корональными ды- мерных наблюдений на СРГ является возможность
рами. Второй тип соответствует волокнам, холодное выделения КД в периоды высокой солнечной активвещество которых экранирует подстилающую по- ности, когда на солнечном диске много активных
верхность Солнца. На рис. 6, a депрессии видны как областей. Для трех КД, наблюдавшихся во время тетемные области с пониженной относительно сред- стовых испытаний СРГ, средняя частота исчезновения
него уровня КУФ-излучения солнечного диска ин- контраста находится в окрестности 6 ГГц (см. рис. 3).
тенсивностью. Для разделения наблюдаемых де- Из рис. 2 следует, что структуры пониженной
прессий по типам мы использовали магнитограмму яркости с масштабами более 100'' прослеживаются
SDO/AIA. Наложение контуров депрессий на магни- в микроволновом диапазоне от 2.8 до 10 ГГц. Эти
тограмму (рис. 6, б) показывает, что структуры раз- структуры не имеют явного соответствия с распреных типов различаются по пространственному по- делением продольной компоненты магнитного поля.
ложению относительно нейтральной линии крупно- В КУФ-излучении неоднородности практически
масштабного магнитного поля: контуры КД охваты- не наблюдаются (см. рис. 4). Попиксельный анализ
вают области продольного магнитного поля одного яркостной температуры в участке КД показывает
знака, а волокна находятся вблизи или вдоль нейтраль- также наличие мелкомасштабных (несколько угло вых секунд) неоднородностей. Размах яркости в пик-ных линий общего магнитного поля Солнца. Мы
селах на частоте 2.8 ГГц достигает Tmах/Tmin=2.5,видим, что одновременно существуют области как
а с ростом частоты падает до 1.3 на частотах порядкавдоль или под углом к нейтральным линиям (фила 10 ГГц.менты), так и полностью находящиеся в униполяр Микроволновое излучение спокойного Солнцаных областях (корональные дыры). Этот критерий
и КД генерируется тормозным механизмом и скла-пространственного расположения депрессий относи дывается в первом приближении из излучения двухтельно магнитного поля является ключевым в поиске
слоев: оптически толстой хромосферы и оптическиКД с использованием CHIMERA.
тонкой короны в интервале высот до 40 тыс. км
[Bogod, Grebinckij, 1997]. Депрессии проявляются ОБСУЖДЕНИЕ на низких частотах, на которых велик вклад коро Радиокарты СРГ позволяют уверенно регистри- нального слоя, и объясняются примерно в 1.5 раза
ровать депрессии радиояркости, связанные с КД. меньшими плотностью и температурой плазмы в коПо форме и размеру области депрессии в КУФ-излу- роне над КД относительно спокойного Солнца [Бочении наиболее близки к областям депрессии в мик- ровик и др., 1999].
роволновом излучении на частотах около 3–4 ГГц. Интересно обсудить уникальные результаты БоЕжедневные наблюдения на СРГ можно использовать, ровик и др. [1999] по оценке магнитного поля в коаналогично внеатмосферным КУФ-изображениям, роне над КД. Высокая чувствительность РАТАН-600
для выделения КД на диске Солнца. Контраст де- позволила измерить степень поляризации на частоте
9
Доступ онлайн
от 384 ₽
В корзину