Исследование пятен и явлений солнечной атмосферы тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ОБАШЕВ САКЕН

УДК 523.98

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЯТЕН И ЯВЛЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ

Специальность 01.03.02 — Астрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

I\ с ¿¿си/ с '

<«• I

1'С: . » >'

■■щ

, . / Л' I МОСКВА — 1989 г;

^ ¿иг (¿Ж Ж О

Работа выполнена в Астрофизическом институте им. акад. В. Г. Фе-сенкова АН КазССР.

Официальные оппоненты: Доктор физ.-мат. наук, ГУРТОВЕНКО Э. А. Доктор физ.-мат. наук, профессор СИТНИК Г. Ф. Доктор физ.-мат. наук, СТЕШЕНКО Н. В.

Ведущая организация — Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн СО АН СССР.

Защита состоится 1989 г. в_час.

на заседании специализированного совета Д 053.05.51 при Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова (117234, Москва, Университетский проспект, 13).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ.

Автореферат разослан__1989 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. ф. м. н.

л. н. бондаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Изучение явлений на Солнце не теряло своей актуальности на всех этапах развития астрофизики. Оно остаётся современным посуществу и в наше время. Объясняется это осознанием того, что большое количество глобальных явлений, происходящих на Земле, включая физические процессы, протекающие в её атмосфере, состояние околоземного космического пространства, динамика и структура межпланетной среда в большой степени определяется "метеорологией" солнечной атмосферы.

Явления и разнообразные процессы, происходящие в различных слоях солнечной атмосферы, тесно связаны с возникновением сильных локальных магнитных полей на Солнце. Эти поля в фотосфере проявляются в виде отдельного пятна или их групп, В пространстве групп в хромосфере образуется довольно сложная магнитная структура разной степени упорядоченности. Здесь возникают наиболее драматические события всей солнечной атмосферы, известные под названием солнечные вспышки, представляющие собой мощное энергетическое явление. В области солнечной ко'роны магнитные поля групп формируют целый ряд структур, определяя наблюдаемую геометрию явлений и их физическое состояние.

Солнечные пятна - фундаментальная структурная единица солнечной атмосферы - являются основным компонентом солнечной активности. Знание характерных особенностей, свойств и физических условий в пятнах необходимо не только для изучения разнообразных проявлений самой активности, но и для понимания механизма её возникновения.

Солнечные пятна теряют свои индивидуальные особенности, ког-.да они возникают груяпамй,. и пятна,образующие группы, как правило, имеют разные полярности и напряжённости магнитного Поля, р&йнад

размеры и формы, различные взаимные расположения. Такая область, состоящая из однородных образований, обладает совершенно особым свойством,и она связана с необратимыми энер готическими процессами и поддерживается, по-видимому, за счёт сброса энергии время от времени. Прй этом из активной области каждый раз уходит энергия порядка 10^эрг в различных каналах: в виде движений масс, потоков ускоренных частиц и излучения, в том числе в линии водорода Н, - оптические вспышки.

В настоящее время не существует однозначная интерпретация этого мощного энергетического явления. Поэтому наряду с теоретическими исследованиями этого явления необходимы упрощённые полу-емпирические расчёты, позволяющие проводить массовый анализ данных наблюдений.

. Традиционным предметом физики Солнца является вопрос о тем-' иературе солнечной короны, стационарное состояние которой определяется мощностью потерь на излучение, теплопроводность и солнечный ветер.

Особую актуальность проблема приобретает в связи с развитием внеатмосферной астрономии, которая существенно расширила наблюдаемый диапазон электромагнитного излучения. Несмотря на то, что эти данные носят пока эпизодический характер, был открыт ряд новых явлений на Солнце и в этой области накоплен обширный научный материальна основе которого по-новому сформулированы многие задачи не только в области солнечной физики, но и в других областях знаний. Спорадические данные внеатмосферной астрономии в дальнейшем, надо полагать,.расширят возможности наземной астрономии и заложат основы новых экспериментов, которые могут быть реализованы на базе классической наземной астрономии с её богатым опытом и возможностью регулярных наблюдений.

В 1965-1969 ст. автор диссертации организовал и лично руководил строительством специальной Солнечной обсерватории в горах За-илийского Алатау на высоте ЗОЬО м.н.у.м.. Район характеризуется с достаточно хорошими астроклиыатическимя условиями: сухой обеспыленный воздух, метастабильная устойчивость атмосферы, большая прозрачность и малая степень дрожания. Обсерватория оснащена крупными современными солнечными телескопами. Создан специальный телескоп-фотогелиограф оригинальной конструкции -

, позволяющий получать наблюдательный матерных высокого качества с большим пространственным разрешением I".

Обширный и однородный наблкщательный материал, полученный на различных телескопах обсерватории, послужил основой для изучения «х качественно новом уровне ряда классических задач физики солнеч-шх пятен и явлений солнечной атмосферы, происходящих в пространнее групп, с точки зрения повышения достоверности ранее получен-их результатов, а также для анализа существующих представлений. I результате получены новая и важная информация и различные соот-юшения.описываицие достаточно хорошо наблюдаемые зависимости и арактерные особенности явлений солнечной атмосферы.

• Указанные направления исследований развиваются на новой спе-иальной солнечной обсерватории под научным руководством и при не-осредственном участии автора диссертации, в" тсоторой подведены тоги наблюдательных и теоретических исследований за тридцатилетий период.

Цель работы. Основными задачами работы были следующие: . Изучение классического эффекта Бильсояа по диску Солнца на основе наблюдательного материала солнечной обсерватории. » Исследование относительной интенсивности излучения пятно-фотосфера в Двух областях спектра Л520С§ и *4б400Х й определение

- о -

температуры пятна в зависимости от размера. Построение модели пятна

3. Разработка феноменологической теории оптических вспышек и сравнение результатов с наблюдательными данными. Изучение свойства временного ряда солнечных вспышек в активной области.

. 4. Исследование температурной зависимости суммарной излучатель-ной способности корональной ллазмы по данным десяти наиболее распространённых элементов / Н,Не,С, N , Ке, Мв, Б ,Са , Уе /.

5. Изучение поведения распределения интенсивности линии Я5303& на лимбе непосредственно над группами пятен и исследование влияния электрических полей на форму и ширину контура корональной линии 5303А.

Новизна работы состоит в том, что в ней представлены новые результаты обработки наблюдений по исследованию эффекта Вильсона по диску Соянца. Наш результаты в достаточной мере оригинальны, поскольку впервые установлены закономерности в проявлении эффекта, выходящие за рамки классического представления, а именно: эффект асимметричный и наблюдается вфсточно-западная асимметрия : величина эффекта максимальна ш восточной части диска между углами 40°Е * 60°Е ; точка нулевого эффекта смещена к западу от центра диска Солнца и, если это смещение обусловлено наклоном пятна к поверхности Солнца, то угол этот равен 34°Е + 14°Е, то-есть пятна наклонены к востоку. Глубина составляет в среднем 800 км + 200 км.

В. результате фотометрического изучения высококачественного однородного наблюдательного материала определена относительная интенсивность излучения пятно-фотосфера и оценена температура более сотни пятен. Обнаружено, что температура пятна/в" пределах точности измерения/.не зависит от его размера, то-есть малые и большие пятна характеризуются одной и той же температурой, равной 4100<Ж ± 140°К, что приводит к "замороженное™" физических услови)

их образования. Построена магнитогидростатическая модель пятна.

Развита феноменологическая теория оптических вспышек. Этот подход позволяет выяснить некоторые характерные особенности развития вспышек. Кривые изменения яркости и площади светящегося объема имеют ярко выраженную асимметрию, характеризующуюся относительно крутым подъёмом и более медленным спадом в фазе угасания. Точка максимума яркости несколько опережает точку максимума площади по фазе. В рамках такого подхода получены новые соотношения, указывающие на существование определённых связей между различными наблюдаемыми параметрами оптических вспышек. В частности, впервые получено выражение для полной энергии оптических вспышек, которая определяется максимальной площадькх в степени 5/2.

Изучено свойство^ временного ряда, образованного моментами возникновения вспышек в активной области и его структурные особенности. Установлено, что процесс не является однородным по времени и в реальной структуре временного ряда существуют серии.

Сравнительно новой является также методика расчёта удельной мощности потерь анергии корональной плазмы, как функции параметров Я и Т • Обращает на себя внимание немонотонность суммарной функции охлаждения/при радиационной потере/корональной плазмы от темпэратурт.Впервые показано, что излучатальнал способность имеет высокий пик при 2*ПЗ^ °К и второй меньший максимум при 106 °К, соответствующий стационарной температуре короны.Полученная суммарная функция охлаждения была использована для анализа уравнения теплового баланса при различных поведениях мощности нагрева.

Впервые неучено влияние электрических полей на ширину и форму эмиссионной корональной линии Л5303А и произведён расчёт контура линии в предположении слабого электрического поля.Показано,; что фор-

- О -

иа контура заметно отличается от гауссовой при тд^ / о.5 , особенно в крыльях линии.

При изучении вопроса распределения интенсивности излучения короны в линии Л 5303А на Лимбе непосредственно над активными областями обнаружены два типа распределения: в первом случае имеет место максимум интенсивности излучения, во втором - наоборот, наблюдается её ослабление. Произведён расчёт при определённой геометрии и физических условиях корональной конденсации и показано, что различие обусловлено температурой ядра конденсации.

Научная и практическая ценность работы заключается прежде всего в обнаружении новых закономерностей в проявлении эффекта Вильсона, который в течение более 200 лет использовался исследователями прошлых и текущих столетий в рамках классического представления /симметричный эффект/. Эффект, как показано, асимметричный, и этот новый факт даёт возможность оценить угол наклона пятна к поверхности Солнца, что несёт весьма важную информацию.

В работе на основе фотометрической обработки большого объёма высококачественного однородного материала, полученного в двух участках спектра с высоким пространственным разрешением, определены Температуры более сотни пятен и установлено,, что темпе^туры пятен не зависят от их размеров - факт, который займёт центральное место в физике солнечных пятен.

Предложен феноменологический подход изучения оптических вспышек и й рамках подхода впервые получено выражение для полной анергии оптических вспышек, то-есть £ «-о /максимальная площадь светящегося объёма/. Применимость этого подхода к наблюдениям обуславливает его практическое значение.

Построена достаточно точная функциональная зависимость полной излучательной способности короны от температуры. Новым вкла-

дои также является расчёт контура корональной линии «ЛбЗОЗА в предположении действия слабого электрического поля. Это новый метод изучения форш контура корональной линии с целью поиска электрического поля в солнечной короне.

Установленные факты, закономерности и предложенная простая методика интерпретации наблюдений используются при изучении различных вопросов физики солнечных пятен и явлений солнечной атмосферы, а также при массовой обработке данных наблвдений в текущей работе. В частности, данные монографии автора и Вильковиского Э.Я. "Физика корональных структур", изд."Наука",Алма-Ата,1979г. применяются при изучении высокотемпературной плазмы ; ряд результатов фигурирует в справочнике Аллена "Астрофизические величины", в монографии В.Обридко "Солнечные пятна и комплекс активности". —

Апробация. По теме диссертации опубликована одна монография, 24 статьи в отечественных и зарубежных изданиях и получено одно авторское свидетельство СССР на конструкцию телескопа-фотогелиографа.

Основные результаты райоты докладывались на Всесоюзных и Международных совещаниях и конференциях: Консультативное совещание АН соцстран по физике Солнца /Иркутск 1976ц, Варшава 1979г./»Всесоюзная школа по космофизике /Апатиты 1986г./»Всесоюзное совещание по физике Солнца /Самарканд 1971г./.Всесоюзная-конференция по физике Солнца/Кисловодск 1980г./, Международное совещание по ГМС /Крым 1981г./, Всесоюзная конференция по физике Солнца /Алма - Ата 1987г./ и отражались на семинарах ведущих обсерваторий СССР: КрАО АН СССР, СибИЗМИР СО АН СССР, ГАИШ МГУ,Астрономический институт АН УзССР, Астрономический институт АН ЧССР и АФИ им.В.Г.Фесенкова АН КазССР.

Вклад автора в круг исследований« Диссертант является науч-

ным руководителем и организатором научной деятельности новой Солнечной обсерватории, созданной самим диссертантом. В диссертации использованы результаты собственных работ автора, а также результаты работ, выполненных совместно с сотрудниками отдела /Э.Я.Вильковис-кий, Р.X.Гайнуллина/ и аспирантами диссерганта /Г.М.Минасянц, Т.М. Минасянц/. Личное участие соискателя в совместных работах заключалось в формулировке задачи исследования, в разработке методики и получении наблюдательного материала, в анализе результатов и в оформлении работы в веде статьи. На собственном наблюдательном мате риле обсерватории соискателем подготовлены пять кандидатов наук, которые активно работают в данной области науки.

Структура и объём диссертации.Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Она содержит 242 страниц, куда включены 58 рисунков и II таблиц. Библиография охватывает 303 наименований, в том числе 47 работ автора

Основные позиции работы, которые выносятся на защиту:'

1. Результаты количественного изучения эффекта Вильсона на различных частях диска Солнца и установленные впервые закономерности, выходящие за рамки классического представления: эффект асимметричный и пятна наклонены к востоку /против вращения Солнца/.

2. Результаты массового измерения интенсквностей излучения пятно-фотосфера в двух областях спектра Д45190А,«Й6400А/, указывающие на независимость температуры пятен от их размеров.

3. Предложенную феноменологическую теорию оптических вспышек

и выведенные простые соотношения, указывающие на существование определённых связей мевду различными наблюдаемыми параметрами и позволяющие оценить их общую энергию по максимальной площади светящегося объема.. Факт о том, что процесс возникновения вспышек в актив-йоЯ области является неоднородным по времени и в реальной структуре

временного ряда существуют серии, которые проявляются независимо от индивидуальных особенностей активной области.

4. Результаты расчёта суммарной излучательной способности коро-нальной плазмы в зависимости от температуры и характерные особенное-' ти кривой излучательной способности, позволившей найти устойчивые температуры / Т0 ~ 2 Ю5 °К и Тд 1.5 Юб 0 К /.

5. Установленные два типа распределения интенсивности излучения

, о

линии короны Л 5303А на лимбе непосредственно над активными областями и расчёты профиля распределения интенсивности излучения при определённой геометрии и физических параметрах корональной конденсации.

6. Расчёт влияния электрических полей на ширину и форму контура эмиссионной линии короны «ЛбЗОЗА. Это новый самостоятельный метод обнаружения электрического поля в короне по форме контура эмиссионной линии,

7. Создание новой специальной солнечной обсерватории на высоте 3000 м.н.у.м..благодаря которой стали возможными обор и накопление наблюдательных материалов, послуживших основой как данного исследования, так и для дальнейшего развития солнечных исследований в республике. Конструктивные особенности телескопа-фотогелиографа

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ'

Во введении обсуждаются основные моменты изучения явлений на Солнце, даётся обоснование необходимости, актуальности исследований, приводится определённая информация о новой Солнечной обсерватории и сведения об инструментах, очень кратко излагается со-дераание диссертации и научные результаты. Приводитоя список публикаций по диссертации н перечислена основные положения исследований, представляемых автором к защите.

Глава первая посвящена конструктивным особенностям и исследованию оптической схемы телескопа-фотогелиографа, специально созданного для получения высококачественного и однородного наблюдательного материала различных образований на Солнце, с большим пространственным разрешением, особенно солнечных пятен, а также - методике наблюдений, обработки и методу учёта рассеянного света.

При конструировании телескопа было обращено особое внимание на снижение инструментального нагрева и общего рассеянного света, что достигалось, в основном, зк счёт несущей конструкции телескопа, улучшающей тепловой режим, и наличием искусственной луны, уменьшающей общий рассеянный свет. Несущая конструкция телескопа выполнена в виде решетчатой фермы. Оптическая схема телескопа-фотогелиографа в некоторых частях подобна оптической схеме внезатменного коронографа. Система -работает в главной оптической'оси, что также улучшает качество телескопа.

Главный объектив - визульный ахроматический дублет с'воздушной прослойкой. Диаметр объектива - 200 мм, фокус - 3000 мм. В фокусе главного объектива установлена искусственная луна конусной формы, на вершине которой находится диафрагма, вырезающая отдельные участки активной области. Основная часть, светового пучка отражается зеркальной поверхностью конусообразного элемента, что уменьшает до некоторой степени общий рассеянный свет. В качестве увеличивающей линзы использован объектив, имеющий диаметр 60 мм, фокусное расстояние 94 ми. После увеличивающей линзы пучок идёт внутри светозащитного кожуха. Эквивалентный фокус телескопа-фотогелиографа порядка 26000 мм и разрешение составляет 078 ,

Для объективной оценки качества изображения, получаемого телескопом, была исследована его частитно-контрастная характеристика -й показана применимость фотогелиографа к изучению малоконтрастных

тонкоструктурных элементов солнечных образований размерами порядка 0?8 и имеющих контраст больше 0.03 . Оптимальная конструкция телескопа плюс хорошие атроклиматические условия местности дают возможность получать снимки фотосферы и фстосферных образований высокого качества с предельным разреиением, почти совпадающим с теоретической разрешающей способностью объектива. Описанная конструкция телескопа-фотогелиографа признана изобретением и на неё выдано авторское свидетельство. Фотографирование проводилось с помощью камеры в видимой области спектра, отдельные участки которого вырезались интерференционными фильтрами с шириной полосы &J а 120 А в длинах волн C/Í5I90A, 00А . Диаметр изображения на плёнке составляет 255 мм /I" « 0.15 мм/. Размер изображения и эмульсия /Михрат 300/ позволяют получать нормальные почернения с экспозицией около миллисекунды яри данной апертуре телескопа.

Для массовой фотометрической обработки из большого объёма однородного наблюдательного материала были отобраны лучше снимки 118 пор и пятен разных размеров в указанных длинах волн. Во все значения измеренных относительных интенсивностей пор и пятне введены поправки за общий рассеянный свет, который имеет разные составляющие, требующие соответственно и разные методы коррекций.

Величина рассеянного света на диске Солца определялась на основе наблюдаемого распределения интенсивности ореола при определённой форме функции индикатрисы рассеяния о учётом закона потемнения к краю Солнца. Поправка за рассеянный свет в условиях высокогорья имеет в основном инструментальную природу и составляет 3.03< - 3.5* для Л5190А и 2.0* - 2.5% для «/6400Ä от интенсивности центра солнечного диска. Для исправления Наблюдаемых интенсивностей за рассеянный Свет, обусловленный эффектом замывания, решалось двумер-

нов интегральное уравнение типа свёртки и при этом ядро уравнения представлялось суммой двух гауссиан /инструментплюс атмосфера/. Параметры функции замывания изображения определялись по профилям тонкоструктурныЯ элементов в тени пятна. Большие поправки получаны в основном для малых пятен с площадями < 10 м.д.п.. Поправки из-за различили спекгров пятен и фотосферы составляют для

А 5I90A - 1.5?6, для 46400k - 0.5% от шггенсивности центра солнечного диска.

Здесь же приводится описание преобразователя почернений на-, гатива в логарифмы интенсивности на базе микрофотометра МФ-4, созданного специально для массовой обработки наблюдательного материала. Характеристическая кривая негатива апроксимируется анодно-се-точными характеристиками двух электронных триодов. Даны расчёты элементов и характеристика схемы.

Во второй главе представлены методы и результаты обработки

наблюдательного материала. Изучен контраст пор и пятен с 4 м.д.п.

< 5» 4 324 м.д.п. на гелиоцентрических расстояниях 0.18

Л о '

Г.00 в длине волны W 5I90A и с 5 м.д.п. 4: & 96 м.д.п. на

гелиоцентрических расстояниях 0.15 £* С$£-р& 0.99 в длине волны «Л6400А. Всего 118 пятен, из них 80 в области, Л 5I90A+60A

. о о

и 38 пятен в области */|6400А±60А . Среднее значение контрастов пор и пятен, расположенных в центральной зоне солнечного диска, составляет 1ф(5190Д)- 0.075*0.014 и ^(6400Aj= 0.121*0.0 что даёт для й@ «= 0.47±0.03. Кривая изменения Тя/Хф с длиной волны в JJ4000А- 7000А, построенная по данным разных авторов, показывает довольно плавное увеличение 1я/1ф с ростом длины волны при почти постоянном значении величины й® . Полученное из наблюдений А& при Тф sc 6600° соответствует яркоотной температут тени пятен Тя l) * 4I00OiI40°. Достаточно хорошое качество на

людательного материала, а также тщательный учзт всех поправок позволили провести анализ вопроса о соотношении температуры и размеров пятен. Проведённое сопоставление лояазало, что, по-край-ией мере, для теней с > 10 м.д.п. нет определённой зависимости между температурой и площадью ядер.

Значения 1я/1ф для пятен, расположенных на различных гелиоцентрических углах, указывает на уменьшение контраста тени пятен к лимбу. Закон потемнения пятен при Определённых предположениях /однородная модель пятна, функция источника есть функция Планка и известный закон Потемнения/ даёт возможность оценить температурное распределение с оптической глубиной. Здесь впервые была предпринята попытка количественного учёта вклада излучения от ярких элементов Temi пятна с тем, чтобы получить распределение температуры в холодной компоненте тени. Используя средние характеристики яркого элемента и кривой центр-лимб вариации- их интенсивности, можно учесть вклад излучения горячей компоненты в общую интенсивность тени пятна для различных гелиоцентрических расстояний. Распределение температуры в холодной компоненте совпадает о теоретическим распределением при условии лучистого равновесия с Т0ф»« ч3800°К.

Температурное распределение холодной компоненты тени было использовано для построения магнитогидростатической модели пятна. Было вычислено газовое и электронное давления с глубиной, которые находятся в удовлетворительном согласии с данными других исследователей.

В третьей главе приэодятся результаты детальных количественных исследования классического эффекта Вильсона й его проявления на разные частях диска Солнца. Измерения включают III пятен. Наблюдаемые значения величины эффекта Вильсона показывает, что боль-

шив по абсолютной величине положительные значения встречаются в основной на восточной половине диска и составляют больше 2/3 от общег.о числа ; большие по абсолютной величине отрицательные значения - на западной части диска и составляют 3/4 от общего наблюдаемого висла. Если на восточной части диска отношение числа положительных значений эффекта к числу отрицательных - порядка 8:1, то на западной - это отношение составляет 0.9:1. Наблюдения, таким образом, определённо указывают на существование восточно-западной асимметрии в проявлении аффекта Вильсона, то-есть еффект асимметричный. Для исследования конкретного вида зависимости эффекта Вильсона от гелиоцентрического утла значения эффекта были усреднены внутри интервалов угла с шагом 10° отдельно для восточной и западной частей диока Солнца. Такой подход дал возможность обнаружить определённый ход изменения значения аффекта Вильсона по диску Солнца. Наблюдаемая зависимость вполне удовлетворительно описывается выражением, в котором правая часть существенно отличается от классического представления,

Где и ¿к, -ширины полутени пятна со стороны лимба и центра, В - ширина полутени, неискажённая аффектом проекции, А . -параметр, определяющий глубину залегания пятен.

По наблюдаемым точкам методом наименьших квадратов было оп* редвлено значение параметров, входящих в уравнение, а также угол наклона пятен к востоку. Этот угол составляет 34°Ё * 14°Е и глу-Оина залегания пятен равна 800км * 200км. Максимальное положительное значение величины эффекта наблюдаетоя в пределах углов 60^» а отравдътельноё « в основной на западной половине дасгаг Точка нулевое^,явачдння вффекта смещена от центра видимого

диска Солнца к западу и имеет отрицательное значение.

В четвёртой главе Обсуждаются особенности развития и предложенная феноменологическая теория оптических вспышек, временная последовательность возникновения вспышек'в отдельной активной области.

Солнечная вспышка - это мощное энергетическое яаленио. Одним из источников этой энергии считается накопление энергии за счёт деформации магнитного поля активных областей. О этой точки зрения были изучены структура и поведение активных областей с 18 по 24 августа 1971г., с 14 по 18 сентября 1977г., о I по 9 августа 1972г. и гомологичных вспышек за 9 и 10 ноября 1979г.

В знаменитой группе 1972г. в течение 1-2 августа угол наклона оси групп быстро нарастал до 40° и в дальнейшем рост замедлялся, оставаясь в пределах 45°-55°. Энергия непотенциальной части магнитного поля для этой группы составляет порядка /2*4/- эрг/бут, что по порядку величины, совпадает с энергией обычных вспышек. Необнаружены какие-либо заметные особенности в кинематике отдельных пятен и активной области в целом. Общая площадь группы оставалась достаточно стабильной в течение вспы-' печной активности. Для августовской группы 1971г. энергия составляла ГС^эрг/сут и для сентябрьской 1977г. - Ю^эрг/сут. Из магнитных карт этих групп не следуют какие-либо особенные изменений в структурах активных областей. Обычно наблюдаются квазипериоди-ческио изменения поля с амплитудой в сотни эрстед,и их регулярный характер связан, скорее, с эволюционным развитием активной об--ласти.

На стабильность структуры магнитного поля активной области в верхней атмосфере Солнца указывают данные гомологичных вспыпшй от 9 и 10 ноября 1979г. Анализ двух различных по интенсивности

но во многой похожих и имеющих аналогичную конфигурацию в оптике, и специфическая структура метровых радиовсплесков приводят к за-лючению, .что топология магнитного поля на уровне хромосферы и короны сохранилась в данной области до и после вспышек, по-крайней мере,в течение суток.

Предположение о роли деформации магнитного поля вспышачной активности пока не приводит к успеху в понимании этого сложного явления. Во-первых,. время накопления энергии достаточно велико, во-вторых, время сброса накопленной энергии не всегда коррелирует о моментом возникновения вспышек. Однако факт деформации в какой-то мере может быть использован при разработке физической теории явлений.

В настоящее время не существует однозначная интерпретация этого мощного энергетического явления, что в определённом смысле сдерживает систематический анализ данных наблюдений. В создавшейся ситуации необходимы полуэмпиричосвие расчёты,позволяющие вести кассовую обработку вспышек, исходя из наблюдаемых параметров о учётом особенности их развития, как оптического явления. Несмотря на заметное различие, вспышки обнаруживают одинаковый и типичный вид развития! а/ кривые изменения яркости и площади светящегося объёма имеют ярко выраженную асимметрию и характеризуются относительно крутым подъёмом и более медленным спадом ; скоррели-рованные во времени изменения свечения площади происходит почти синхронно, причём точка максимума площади отстаёт от точки максимума свечения по фазе ; б/ энергия оптических вспшек пропорциональна скорости изменения светящегося объёма,то-воть при возгорании чйгед^ка возрастает в объёме, в при угасании уменьшается р/пло» вёдъ Светящегося объёма там больше, чем больше продолжительность

свечения. Солнечные вспышки, таким образом, характеризуются! тремя наблюдаемыми величинами: площадью светящегося объёма ¡8 /, продолжительностью свечения /Т/ и частью общей анергии, трансформированной в излучение Н^ /Е/.

Весьма важно установить зависимость энергии излучения вставляй от наблюдаемых параметров. Автором развито феноменологическое описание оптических вспышек, позволившее найти функциональные зависимости между тремя параметрами /$, Т, Б/. При этом нет необходимости выяснять, где и каким образом возникает энергия и какова её природа. Нам достаточно знать, что в объёме вспышки выделяется энергия в ввде излучения в линии Н^/фнльтрограмма/.

В рамках такого подхода впервые получено соотношение для

кривой развития площади светящегося объёма вспышки со временем:

±

)

ф

достаточно хорошо описывающее наблюдение.

Максимальная площадь светящегося объёма пропорциональна продолжительности свечения вспышки , г и сдвиг по фазе то-* чки максимума площади относительно точки максимума свечения составляет * ^ Т. Эти «{акты находятся в согласии с данными наблюдений. Для полной энергии вспышки получено выражение. ■

е ~ ф , ; . ,

то-есть энергия пропорциональна максимальной площади 'в степей*' ^. По этой формуле вычислена энергия излучения вспызек разных баллов, которая изгоняется почти на порядок при переходе от балла' к баллу и находится в согласии с данными спектральных наблюдений.

Здесь оценена энергия вспышек импульсного типа во времени . ^ёц&Ъ .исходя из теории точечного взрыва в неоднородной

атмосфере. Вычисленные значения площади фронта ударной волны на

уровне точки взрыва со временем качественно повторяют наблвдаемый ход изменения площади отдельных узлов оптических вспышек, и характер кривых совпадает и в начальный момент подчиняется закону:

&А>1'/г

За время существования активной области мы регистрируем большое количество вспышек - от нескольких десятков до сотен. Определённый интерес представляет изучение свойства временного ряда, образованного моментами возникновения вспышек в отдельных активных областях и его структурные особенности. Установлено, что процесс является неоднородным по времени / интенсивность потока событий во времени непостоянна/ и в реальной структуре временного ряда существуют серии. Появление серий в структуре рада явно выражено во всех активных областях независимо от ю: индивидуальных свойств и особенностей.

Пятая глава начинается с изучения распределения интенсивности излучения бмиссионной динии короны «Л 5308А на лимбе непосредственно над группами пятен. Обнаружено, что над активными областями встречаются два типа распределения: в первом случае - не-г посредственно над группой пятен имеет ыеото максимум интеноивно-оти; во втором - наоборот, наблюдается её ослабление /провал/.

Проведён расчёт распределения интенсивности излучения линии . о

*Л53(Ш при определённой геометрии и физических параметрах конденсации. Различие в поведении распределения интенсивности линии № лимбе над группами пятен связано о температурой ядра корокалькой конденсации.

ч Осуществлён болыаой объём расчета радиационной потери коро-нодьнрЯ пхазмой ^зависимости от температуры о учётом излучения Ийнбв ^НанАмее1раагфс№5]звнённых элементов / н и«, с , я ( N9« , 6 ,Св I*, / -на «жоре методики, разработанной в ла-

боратории спектроскопии 5ИАН СССР им.Лебэдева. Он включал в себя« расчёт, ионизационного равновесия; расиёт температурной зависимости излучательной способности доя кавдого эолемента; суммарныо радиационные потери для всех элементов.

Кривая радиационной потери имеет некоторые характерные особенности. Обращает на себя внимание немонотонность кривой в зависимости от температуры - наряду с нормальными участками возрастания, есть и участки убывания,и существуют два пика: большой - в области Т л» 2-10® °К /обнаруженный соискателем ещё в 1964 г. и подтверждённый Коксом и Тахером в 1969г./ и малый - в области Т Л^гЛЮ6 °К /1971г./, соответствующий температуре стационарной короны. Вше 10^ °К доминирующим источником потерь является тормозное излучение электроов на ядрах Н и Не»

Произведён анализ уравнения теплового баланса о учётом извеот-йой радиационной потери, Поскольку зависимость мощности нагрева от времени не известна, го, считая, что за большой промежуток времени нагрев компенсирован потерями, можно оценить среднюю температуру солнечной короны, или задавая различные значения энергии нагрева и предполагая, что отклонения распределены по, случайному закону, можно изучить поведение температуры для отдельного конкретного случая.

В этой глава также рассмотрено влияние электрических полей йя форму и ширину контура эмиссионной линии короны у/5303А. В присутствии слабого электрического поля в короне ширина наблюдаемого контура эмиссионной линии обусловлена как тепловой скоростью излучающих ионов, так и их направленным движением. Выл расчитан койтур эмис-л 0

сионной линии 5303А. Форма и ширина контура заметно отличаются от гауссовой форма при ^М/^ особенно в крыльях линии.

В заключении диссертации сформулированы основные результаты,

научная и практическая ценность работы, вклад автора и апробация.

Основные результаты диссертации отражены в монографии и

24 статьи! "

Э.Я.Вильковиский, С.О.Общпев. "Физика корональных структур", Изд."Наука" Каз.ССР,Алма-Ата,1979,85 стр.

1. S.O.Obaehev,Tbe High Altitute Solar Station Peak Alma-Ata, Solar Physics,16,1971,*93-496.

2. S.O.Obaehev, H.Kh.Oainullina, Т.Н. Minaeyants, G.S.Minaayante, The Angle of Inclination of the Bunspot Syemetry Axis to the Solar Surface,Solar Physics,1982,28,59-66.

5. V.H.Ishkov, E.I.Mogilevsky, О.Б.Minaeyants, S.O.Obashev, Bone Characteristic» of th« Evolution of the Ilare-Actiye Complex Observed in September 1977, eolar-Geophya.Activ.Rep., 1982,1,^-51.

I.M.Chertok, V.V.Foeichev, V.H.IehJcoT, A.K.M&rkeev, О.Б.Minaeyants, 8.O.Obaehev,Relationship pf the Dynamic in Optical and Radio Ranges during the ileree of Movenber 9 and 10,1979« Publ.Debrecen Obe.,19B3,vol.5,PI,73-84.

6. б.О.Обашрв, Р.Х.ГаЯцуллина, Т.М.Минасякц, Г.С.Мииасянц. Асимметрия аффекта Вильсона. Ваотник АН Каз.ССР,1981,3,34-30,

6, С.О.Обашев. О начальной фазе развития хромооферной вспышки. Астрон.ж.,1965,42,I0I7-I02I.

.V, С.О.Обашев, Т.С.Минасянц.Соотношение между температурой и раз-,мёт^ош! ядер солнечных пятен, Астрон.цирк., 1974,1? 850,1-2, О.О.Сбамев, Г.В.Бешеное, Г.С.Минасннц. Магнитостатичеекая модель солнечных.цятен.Труды УШ консультативного совещания Wфюйке Оолща.«,,"Наука",1976,75-79.

9. С.О.Обашев, Г.С.Минасянц. К физике солнечных пятен,Труди Ш АН Каз,ССР,1977,30,3-13.

10. Г.С.Минасянц, С.О.Обашэв.Фотогелиограф.Труда АФИ АН Каз.ССР, 1973,22,18-26. Солнечные данные,1972;!Р9,98-Г00.

11. С.О.Обашев.Кривая изменения площади и продолжительность жизни хромосферных вспышек.Солнечная активность,М.,"Наука", 1968,1(3,87-94. ■

12. С.О.Обашев.Полная энергия хромосферных вспышек.Солнечная активность,М.»"Наука",1968,№3,95-97.

13. С.О.Обашев.ЭнергвтичеЬкая классификация хромосферных вспышек. Солнечная активность,М.,"Наука",1968,ИЗ,98-99.

14. С.О.Обашев, Г.С.Минасянц,Н.Г.Макаренко.О распределении солнечных вспышек во времени в отдельных группах пятен. Астрой.цирк.,1970,?58I,5-6.

15. С.О.Обагаев, Г.С.Минасянц, Н.Г.Макаренко.Структура временного ряда, образованного вспышками в отдельных группах пятен. Труды А® АН Каз.ССР,1973,23,103-122.

16. С.0.Оба/пев, Г.С.Минасянц, Э.Я.Вильковиский.Солнечные вопш-ки 9 и 10 ноября 1979года. Астрон. цирк., Т981, 1Р1162,1-3.

17. Э.Я.Вильковиский, 0.О.Обашев.Излучательная способность и температурная структура корональной плазмы.Аотрон.ж.,1971, 48,747-757.

18. С.О.Обашев.О роли тяжёлых ионов и теплопроводности в охлаждении коронаяьной конденсации.Изв.АН Каз.ССР,сэр.ф.м.я. /астрофизика/,1964,17,91-110.

19. С.О.Обашев, Э.Я.Вильковиский, А.С.Зуо'цов.Влияние электрических полей на форму контуров корональнкх линий.Труда пятой Всесоюзной ежегодной зимней школы по космофизике,Апатиты, 1968,258-261,Труды АФИ АН Каз.ССР,1969,15,1о-13.

20. С.О.Обашев, Г.С.Минасянц. Пэрвый опыт использования Большого коронографа для фотосферы.Солнечные данные, 1973,)Р2,113-116.

21. В.И.Ирисов, Э.И.Могклевский, С.О.Обашев, Г.С.Иинасянц. О характере вешшечных и эволюционных изменений структуры магнито-плазмы активных областей. Труды IX консультативного совещания АН соц.стран по физике Солнца.Польша,1978.

22. С.О.Обашев^ '"".С.Минасянц, Телескоп-фотогелиограф.

23. С.О.Обашев, А.С.Кайдага. Преобразователь почернений негатива

в логарифмы интенсивиоотей, Солнечная активность,Труда кШ АН Каз.ССР,1973,И,144-150. 84. В.Й.Демченко, Г.С.Минасянц, Н.Г.Макаренко, С.О.Обашев. О возможности пульсаций солнечного пятна. Астрон. цирк.,1985, И 1360,3-4,

СР. Оъахие£-

Подписано в пета» 03.05.89. УГ,09067 Формат 60x84Vl6. Бум.тип. Л I ОФоеаяая печать. Уол.п^а. 1,39 7ол.кр.-отт.1,4б. Гч.пвд.л. 1*13 Тнраа 100. Заказ 796

Ткпографяя издательства "Наука" Казахской ССР. 480021, г.Алма-Ата, Шевчвяко, 28