Параметры р-мод солнечных колебаний и цикл активности тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

Академия паук Республики Узбекистан Асгропомический институт им. Улугбска

?~5 ОД

2 5 ДсН да

УДК 523.98 на правах рукописи

Ссрсбрянский Александр Владимирович

Параметры р-мод солничных колебаний и цикл активности

Специальность: 01.03.02. - Астрофизика, Радноастраномия

А» ТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Тошкент - 2000

Работа выполнена в Астрономическом институте имени Улугбека Академии наук Республики Узбекистан

Научный руководитель - доктор физико-математических наук Ш.А. Эгамбердиев

Официальные оппонепты:

доктор физико-математических наук. член.кор. HAH Украины, Костык P.M.

кандидат физико-математических паук Ашуров А.Е.

Ведущая организация: Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга при МГУ им. М.В.Ломоносова

Защита состоится "

- / J час. ....................... —

_2000г.

мин. на заседании специализированного совета (шифр К 015.83.01) в Астрономическом институте Академии наук Республики Узбекистан (700052, г.Ташкент, Астрономическая-33).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АИ АН РУз

Автореферат разослан " Qf^rtJLd $ 2000 г.

Ученый секретарь Специализированного совета д.ф.-.м.н.

М.М.Закиров

Обшая характеристика работы

Диссертационная работа посвящена анализу глобальных колебаний Солнца на основе данных, полученных в рамках международного проекта IRIS (International Research on the Interior of the Sun). В отличие от предыдущих исследований анализируемый банк данных (IRIS+4-) включает в себя наблюдения, выполненные не только сетью станций IRIS, но и другими гелиосейсмологическими экспериментами, что значительно повысило качество экспериментальных данных.

Актуальность работы

Гелиосейсмология в настоящее время является одним из основных инструментов непосредственного исследования внутреннего строения Солнца, путем регистрации колебаний его «поверхности». Её методы основаны на сопоставлении характеристик мод колебаний полученных из наблюдений с теоретическими значениями. Особый интерес представляют результаты исследований по глобальной гелиосейсмологии поскольку именно характеристики глобальных акустических мод колебаний, проникающих наиболее глубоко в недра Солнца, могут дать нам информацию о физических характеристиках его центральных областей. К примеру, значения частот в настоящее времД известны с точностью лучше 0.0 í%! Столь высокая точность обуславливается, в первую очередь, объемом

накопленного наблюдательного материала в различных гелиосейсмологических проектах.

Успехи в определении параметров р-мод, а таюке объем наблюдательного материала позволили определить такие характеристики Солнца как глубина конвективной зоны, профиль скорости звука вдоль радиуса, скорость вращения ядра, а также такой важный параметр как содержание гелия в конвективной оболочке. Кроме того, высокая точность определения частот р-мод позволила уточнить теоретические модели строения Солнца. Несмотря на эти успехи, остаётся целый ряд нерешенных проблем. В частности, как показали исследования последних лет, частоты р-мод изменяются с фазой активности Солнца. Однако неясно как меняется величина этих вариаций от степени / и вообще, происходят ли эти изменения в фазе с солнечной активностью. Различаются все еще значения вращательного расщепления для мод низких степеней, полученные разными авторами. В то же время значение этого параметра играет ключевую роль в понимании динамики вращения Солнца с глубиной. Надо также отметить, что значения самих частот в высокочастотной области тоже известны с меньшей точностью (около 1%).

Накопленный на протяжении более чем 10-ти лет наблюдений банк данных в таких проектах как IRIS и BiSON (Birmingham Solar Oscillation Network) позволяет в настоящее время не только с высокой точностью определять характеристики р-мод солнечных колебаний, но и проследить изменение этих параметров с циклом активности Солнца. Это позволяет с "несколько иных позиций

подойти к решению проблемы периодичности солнечной активности. С другой стороны, для того чтобы обнаружить изменения таких малых параметров как смещение частот солнечных р-мод и вращательного расщепления еще не достаточно иметь данные охватывающие большие интервалы времени. Необходимым условием является и качество данных, один из критериев которого - высокий фактор заполнения. В проекте IRIS эта проблема была решена через сшивку наблюдений проводимых на IRIS-спектрофотометре с наблюдениями других аналогичных гелиосейсмологических проектов по глобальной гелиосейсмологии. На основе этих данных и был создан банк IRIS++, включающий в себя наблюдения проектов BiSON, MARK-I, LOW-L и охватывающий период с 1989 по 1998 гг. В результате этой «сшивки» данных стало возможным получить ряды наблюдений продолжительностью более трех месяцев с фактором заполнения данными 60% и более. Такие качественные данные уже позволяют с высокой точностью определять значения параметров р-мод, а значит и исследовать вопрос их вариаций с фазой активности Солнца, что, в свою очередь, приблизит нас к пониманию природы этого явления. Значения частот солнечных р-мод, полуширин, вращательного расщепления и акустической частоты обрезания уже раньше определялись по данным программы IRIS. .Однако, эти работы были выполнены на основе данных охватывающих период до 1993 года и имеющих более низкий фактор заполнения, хотя для таких же по продолжительности рядов, что были использованы в данной работе..

В последние годы наряду с «традиционным» методом Фурье-анализа гелиосейсмологических данных все чаще находит применение метод «wavelet» анализа. В частности методы с применением «wavelet» преобразования применяется при подавлении шумов в спектрах мощности р-мод, а также при анализе вариаций амплитуд р-мод со временем, что позволяет исследовать вопросы, связанные с процессами возбуждения и затухания глобальных колебаний Солнца. Основным требованием, предъявляемым к данным, при использовании «wavelet» анализа, является непрерывность наблюдений, а также низкий уровень шумов. Качество наблюдательного материала получаемого в таких проектах как IRIS, а также высокий фактор заполнения, достигнутый в банке данных IRIS++ позволяет проводить такие исследования на рядах с продолжительностью более 50-ти дней. В данной работе представлены результаты применения «wavelet» анализа впервые к данным банка IRIS++, полученных за период наблюдений 1989-1990 гг.

Цель работы

1. Анализ спектров мощности высокого разрешения, полученных на основе новых данных программы IRIS, дополненных и расширенных наблюдениями других аналогичных проектов, с целью более точного определения значений параметров р-мод и ибследования их вариаций с циклом активности Солнца. В частности: определении величины смещения частот, изменения

2. Определение на основе нового банка данных значения вращательного расщепления р-мод низких степеней и исследование вариаций этого параметра с циклом солнечной активности.

3. Определение значений акустической частоты обрезания за весь период наблюдений (1989-1996 гг.) с целью исследования вариации этого параметра с фазой активности Солнца.

4. Применение для анализа IRIS данных новых методов «wavelet» анализа с целыо исследования вопросов затухания и возбуждения акустических колебаний Солнца.

Научная новизна работы

- Исследованы спектры мощности высокого разрешения за период с 1989 по 1996 гг. с более высоким, чем ранее, фактором заполнения на основе нового банка данных IRIS++;

- Получены новые высококачественные наблюдательные данные в рамках проекта IRIS; .

- Разработан новый метод определения акустической частоты обрезания солнечных р-мод;

- Впервые для IRIS данных применен метод «wavelet» преобразования с целыо изучения частотно-временных вариаций р-мод;

Научная н практическая ценность работы

Полученные значения частот солнечных р-мод в диапазоне частот от 1800 мкГц до 4000 мкГц за период с 1989 по 1996 гг. позволяет с высокой точностью определить значение смещения частот с переходом от фазы минимума к фазе максимума активности Солнца и сравнить полученные результаты с более ранними исследованиями, а также со значениями смещения частот полученных из других проектов. На основе анализа спектров высокого разрешения за тот же период было определено значение вращательного расщепления, а также исследована возможность вариации этого параметра с циклом солнечной активности. Предложенный метод определения значений акустической частоты обрезания позволяет не только определять с высокой точностью значение этого параметра, но и дает возможность определения границ псевдомод в спектрах мощности, что может быть полезными при определении потока акустической энергии, передаваемой акустическими колебаниями в хромосферу. Методы частотно-временного анализа («wavelet» анализа), впервые примененные к IRIS данным, позволили исследовать временные флуктуации мощности глобальных колебаний для отдельных мод, а также поведение суммарной мощности р-мод со временем, что позволяет исследовать вопросы возбуждения и затухания глобальных солнечных акустических колебаний.

Автор выносит на защиту

1. Анализ спектров мощности высокого разрешения полученных на основе наблюдательного материала за период с 1989 rio 1996 гг., в результате которого были получены новые таблицы частот и других параметров р-мод, а также определено значение смещения частот с циклом активности.

2. Результаты определения значения вращательного расщепления за период 1989-1996 гг. и исследование вариаций этого параметра с циклом активности Солнца. Было отмечено, что вращательное расщепление уменьшается в фазе минимума солнечной активности.

3. Результаты определения значения акустической частоты обрезания и ее изменение с циклом солнечной активности за период 19891996 гг. Показано, что значение вращательного расщепления падает от максимума к минимуму солнечной активности.

4. Результаты применения нового метода частотно-временного (wavelet) анализа к новому банку данных IRIS проекта. Новый метод позволил исследовать временное поведение мощности р-мод, а также оценить коэффициент корреляции для р-мод исследуемого частотного диапазона.

Аппробацня работы. Основные результаты работы были доложены

на международных совещаниях исполнителей программы IRIS в ■

Италии (Кападемонте, 1997), Узбекистане (Паркент, 1998), на

научных семинарах АИ АН РУз., в Национальной Солнечной

Обсерватории США (Тусон, Аризона, 1999).

Личный вклад автора

- Диссертантом лично было получено более 700 однодневных серий наблюдений на станции IRIS (гора Кумбель, в 80-ти км. от Ташкента) в период с 1994 по 1999 год.

- В работах [2] и [3] диссертантом предложен и реализован новый метод определения акустической частоты обрезания.

- Диссертантом были написаны пакет программ по определению частот и других характеристик акустических колебаний Солнца низких степеней, а также определены их вариации за период 19891996 гг.

- В работах [1] и [4] диссертантом были написаны подпрограммы определения значений вращательного расщепления, а также исследован вопрос вариации этого параметра с циклом солнечной активности.

- Диссертантом впервые применен новый метод анализа IRIS++ данных основанный на методах «wavelet» преобразования с целью исследования процессов затухания и возбуждения р-мод солнечных колебаний, а также с целью исследования поведения мощности р-мод для выявления их взаимной корреляции.

Структура диссертации

Диссертация состоит из Введения, трех глав и заключения. Объем диссертации 101 страница, включая 28 рисунков и 7 таблиц, а также одно приложение со списком частот. Список литературы содержит 11 б наименований.

Содержание работы Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, дается краткое описание проблем поставленных в диссертации и формулируется цели, задачи исследования и приводятся выносимые на защиту основные результаты

В первой главе кратко рассмотрены основные этапы становления гелиосейсмологии как- самостоятельной науки.

В §1.2 рассмотрено современное состояние наблюдательной гелиосейсмологии с описанием существующих сетей станций, «одностанционных» проектов и космических экспериментов, приводятся краткие сведения в виде таблиц по существующим гелиосейсмологическим проектам.

Далее в §1.3 дано краткое описание традиционных методов анализа спектров мощности глобальных колебаний Солнца. А именно, детальное описание метода максимального правдоподобия для аппроксимации профилей пиков. В основе всех рассуждений лежит предположение о статистическом распределении в спектре

мощности с функцией распределения Описан алгоритм

определения параметров р-мод.

Поскольку целью данной работы было исследование характеристик р-мод и в частности вращательного расщепления мод низких степеней, то в §1.4 детально описаны алгоритм аппроксимации и трудности, с которыми приходиться сталкиваться при определении параметров р-мод. Особую трудность представляет определение значений вращательного расщепления, поскольку его величина сравнима с шириной исследуемых профилей линий, а также возникают трудности из-за влияния боковых максимумов от близлежащих пиков, обусловленных присутствием в наших данных пробелов. Поэтому вопрос определения значения вращательного расщепления рассмотрен отдельно более детально в §1.5.

Во второй главе приведены результаты определения параметров р-мод на основе дополненных данных, полученных в рамках программы IRIS и других аналогичных проектов за период 1989-1996 гг.

Одной из наиболее трудно определяемых величин в гелиосейсмологии является значение смещение частот с изменением фазы активности Солнца. Этот параметр интересен тем, что несет в себе информацию об изменении физических характеристик во внешних слоях конвективной зоны, а также об изменении магнитных полей. На основе полученных списков частот за вышеуказанный период было определено значение смещения частот с циклом

I ~ I

активности Солнца по IRIS данным. Этому вопросу посвящен §2.1 данной главы. Величина частотного смещения составила для мод 1=0,1 и 2 соответственно 0.28±0.1 мкГц, 0.17±0.1 мкГц и 0.49+0.1 мкГц.

Другим интересным параметром с точки зрения исследования вопроса затухания и возбуждения мод является полуширина профилей р-мод в спектре мощности или, что одно и тоже, время жизни р-мод. Результаты определения полуширин обсуждаются в §2.2. На основе полученных после процедуры аппроксимации параметров профилей, были получены значения полуширины для пар мод с 1=0,2 и 1=1,3, поскольку предполагается, что полуширины профилей не зависят от степени моды и лишь незначительно меняются для пар мод 1=2,0 и 1=3,1 с близкими значениями частот. Полученные значения полуширин хорошо согласуются с результатами работ других авторов [7,9]. Кроме того, не было обнаружено какого-либо изменения этого параметра с циклом активности. Поэтому в заключение этого параграфа приводятся результаты определения полуширин мод усредненные по всему периоду наблюдений.

В §2.3 приведены результаты определения значений вращательного расщепления для мод 1=1,2,3 в диапазоне частот от 1800 до 4000 мкГц, где полуширины и амплитуды профилей линии позволяют с наименьшими ошибками оценить этот важный параметр. Определение вращательного расщепления представляет особый интерес для гелиосейсмологии по следующим причинам. Во-первых,

именно этот параметр позволяет нам исследовать дифференциальное вращение Солнца с глубиной, как это видно из следующей зависимости

S* = v,„„, - V„0 = ^ ]кы (r)Q(r)dr , 2л: о

где П(г) - скорость, вращения зависящая от глубины, ¡5n¡ -нормированная постоянная и Kn¡ - ядро интегрального уравнения (1), которое может быть вычислено из собственных функций моды с определенным набором квантовых чисел m и 1. Во-вторых, этот параметр (один из немногих) в гелиосейсмологии известный с не очень высокой точностью. В первую очередь это обусловлено малостью этого параметра, всего около 450 нГц. Поэтому для его определения необходимы данные продолжительностью не менее ' двух месяцев с высоким фактором заполнения. В глобальной гелиосейсмологии такими данными в настоящее время располагают проекты IRIS, BiSON и GOLF, но только два первых из них охватывают' период в один полный цикл активности Солнца, что позволяет не только оценить с высокой точностью значение 5v, но и проследить его динамику с фазой активности. Этот параметр уже определялся ранее по данным проекта IRIS [3] для периода наблюдений до 1992 года. В данной работе нами были определены значения вращательного расщепления для мод 1=1,2,3 за период наблюдений 1989-1996 гг. на основе более полного, чем в ранних работах, банка данных. В результате, были получены следующие значения вращательного расщепления, усредненные по всем 1

451.2±6.б нГц, 448.0±7.6 нГц, 444.0+5.0 нГц для периодов 1989-1990, 1991-1993, 1994-1996 годов соответственно, что соответствует периоду максимума, промежуточного и минимума солнечной активности. Полученные результаты подтверждают предположение о медленно вращающемся ядре. Изменение же вращательного расщепления с фазой активности, по всей видимости, вызвано изменением магнитного поля в конвективной зоне. Однако полученный результат нуждается в подтверждении результатами аналогичных проектов за вышеуказанный период наблюдений.

В последнем параграфе второй главы нами рассмотрен вопрос определения значений акустической частоты обрезания

с

со, =-,

' 2 Я '

здесь с- скорость звука, Н- шкала высот по давлению. Первоначально предполагалось, что в спектре мощности солнечных колебаний мы должны были бы наблюдать монотонное уменьшение мощности с ростом частоты и резкое ее падение за частотой обрезания сос. Теоретические расчеты дают значение этого параметра равное 5.3 мГц [1]. Однако в действительности как показали наблюдения все намного сложнее. Из-за присутствия в области ^х^так называемых «псевдомод» падения мощности не наблюдается, что сильно усложняет точное определение сос. Тем не менее, значение акустической частоты обрезания неоднократно определялось из наблюдений многими авторами [3,4,10,11] и лежит в пределах 5.3-5.7 мГц. Более детально параметр сос был исследован в работе Фосса,

Эгамбердиева и др. [6], где значение определялось тремя независимыми методами на основе данных IRIS проекта. В результате было получено значение 5.5+0.1 мГц. В данной работе на основе более полного банка данных проекта IRIS за период 19891996 гг. значение акустической частоты обрезания было определено двумя методами: 1) по исследованию поведения относительного контраста и 2) на основе анализа различий в распределении мощности в интервале частот, где присутствуют пики р-мод от той области, где их нет, т.е. за акустической частотой обрезания. Из второго метода стало возможным не только с высокой точностью определить значение акустической частоты обрезания, но и обнаружить «особенность», обусловленную, по нашему мнению, присутствием псевдомод. Этот факт позволит в будущем более точно определить границы псевдомод, а значит и более точно количественно оценить поток акустической энергии, передаваемой р-модами в хромосферу Солнца.

В результате были найдены следующие значения юс для вышеупомянутых периодов солнечной активности:

«период максимума» 5.77±0.02 мГц «промежуточный период» 5.50+0.07 мГц «период минимума» 5.37+0.04 мГц

Таким образом, можно сделать заключение, что акустическая частота обрезания изменяется с циклом активности, а именно падает

от значения 5.77 мГц в период 1990-91 гг. (период максимума) до 5.37 мГц в 1995-96 гг. (период минимума).

В третьей главе рассмотрены «нетрадиционные» методы анализа р-мод низких степеней. Этим методом является «wavelet» преобразование, представляющий собой в некоторой степени альтернативу и дополнение традиционному Фурье-анализу. Этот метод только начинает находить свое применение в астрономии и, в частности, в гелиосейсмологии.

В §3.1 приведена краткая историческая справка развития частотно-временного и «wavelet» преобразований. •

В §3.2 приводится описание основных определений необходимых для понимания аспектов «wavelet» преобразования, а также сравнительный анализ Фурье и «wavelet» преобразований на примере сравнений спектра мощности, «скалограммы» и «спектрограммы».

В §3.3 Дается описание алгоритма «wavelet» преобразования применительно к гелиосейсмологическим данным, а также кратко рассмотрены основные результаты полученные ранее другими авторами

В §3.4 приведены результаты применения вышеописанных методов для IRIS данных за период 1989-1990 гг., для серий . продолжительностью около 50-ти дней. Столь короткие временные ряды были выбраны, '.во-первых, из-за большой трудоемкости вычислений и, во-вторых, для достижения ' высокого фактора

заполнения данными, что особенно важно для частотно-временного анализа.

Метод частотно-временного анализа был нами использован с целью поиска корреляции в поведении мощности р-мод одинаковых степеней для различных частот. Известно, что существование корреляции р-мод, если она в действительности существует, накладывает сильные ограничения на механизм стохастического возбуждения акустических колебаний Солнца турбулентной конвекцией. В частности, приходится предполагать существование дополнительного источника возбуждения отличного от механизма возбуждения турбулентной конвекцией. Недавно, Т.Фоглизо и др. [5] показали, что в GOLF данных какой-либо значительной корреляции поведения мощности р-мод не наблюдается, в то время как для IPHIR данных им удалось обнаружить корреляцию, значение которой составило 10.7±5.9%. Разницу в полученных значениях они объясняют тем фактом, что GOLF данные и IPHIR данные были получены в различные периоды цикла солнечной активности, а именно в минимуме и максимуме соответственно, что в свою очередь навело на мысль о существовании корреляции поведения мощности р-мод и магнитной активности Солнца. Используемый ими метод основывался на определении мощности определенной моды из временных серий с предварительной фильтрацией от остальных мод колебаний.

В данной работе мы попытались получить общую картину корреляции мощности р-мод для периода максимума солнечной

активности (1989 год), применив метод частотно-временного анализа или, как его еще принято называть, метод непрерывного wavelet-преобразования. Этот метод аналогичен тому, что применили в своей работе Ф.Баудин и др. [2] для анализа поведения мощности р-мод по времени для GOLF данных. В качестве базисной функции в этой работе была выбрана комплексная функция Морлета, представляющая собой модулированную гауссовской функцией комплексную синусоиду.

В процессе выполнения диссертации были определены значение корреляции поведения мощности р-мод для 1=1 и 1=0 и построены двумерные диаграммы коэффициентов корреляций. Значение коэффициентов корреляций для мод 1=1 и 1=0 для 1989 и 1990 годов оказались равными 42% и 10% соответственно. Одной из причин столь высокой степени корреляции может служить присутствие пробелов в данных, пусть и незначительных. Поэтому для этих периодов была проведена оценка мощности пар мод 1=2&0 и 1=1 &3 из однодневных спектров мощности, а затем применено wavelet-преобразование полученного ряда с целью поиска периодического сигнала, который должен присутствовать, если в действительности существует корреляция в поведении мощности р-мод. Было обнаружено, что для периода 1989 года в поведении мощности пар пиков 1=1 &3 и 1=2&0 присутствует периодический сигнал с периодом около 17 дней, в то время как для 1990 года этого сигнала обнаружено не "было. Для анализа корреляции в поведении мощности мод нами были выбраны моды 1=1 и 1=0 в диапазоне

t

13<n<25, поскольку для этих мод в данном частотном интервале отношение сигнала к шуму достаточно велико. Для каждой из мод выбранного диапазона нами были получены «wavelet» Спектры Мощности (Wavelet Power Spectra). Данные спектры получались применением непрерывного <мауе1еЬ>-преобразования с комплексной базисной функцией, представляющей собой модулированную гаусовской функцией комплексную синусоиду или, как еще принято называть функцию Морлета. Для анализа поведения мощности пар мод 1=0&2 и 1=1 &3 нами был применен метод дискретного «wavelet» преобразования.

В заключении анализируются основные результаты, полученные в диссертации

. * * *

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю Эгамбердиеву Ш.А. за всяческую поддержку в процессе выполнения работы, за неоценимую помощь, как в работе над диссертацией, так и при решении проблем в личной жизни. Я благодарен моим друзьям и сослуживцам Ладенкову О., Халикову LUL, Хамитову И., Байджуманову А., Тпллаеву Ю. за их огромную помощь, терпение и понимание. Я также благодарен им за плодотворные дискуссии по проблемам диссертации, их замечания и предложения. Мне также хочется выразить им благодарность за проведенные месяцы на горе Кумбель, ставшей для нас всех настоящим «храмом науки». Я благодарен Э. Фосса и Ж. Греку за проведенные плодотворные дни на станции IRIS на Кумбеле, что помогло мне не только овладеть методикой наблюдений на IRIS инструменте, но и понять во время наших семинаров суть многих процессо i. Я выражаю также благодарность В. Батурину за его разъясне шя и дискуссии по проблемам «wavelet» преобразования, предост 1вление литературы и программного обеспечения. Мне хотелось бы выразить благодарность Ф. Буне за его неоценимую помо дь в решении некоторых проблем Я выражаю благодарность Ф. Хиглу и Дж. Лейбахеру за всяческую поддержку во время работы в

Национальной Солнечной Обсерватории (Тусон, США) благодаря чему я смог приобщиться к последним достижениям в астрономии и гелисейсмологии в частности. В заключение не могу не упомянуть имени Оразымбетова Ж., моего друга и астронома, помогающего мне во всех вопросах вот уже на протяжении более 10 лет.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ehgamberdiev, Sh.,Khalikov, Sh., Ladenkov, О., Serebryanski, A., Tillaev, Yu., Fossat, E., Grec, G., Gelly В., Schmider, F.-X., Palle P., Regulo, C., Lazrek, M., Hoeksema, Т., Cacciani, A. Limitation of the IRIS network performance, Proceedings of IAU Simposium No 181, Nice 30 Sep.-3 Oct., p.21,1996.

2. Ehgamberdiev, S., Khalikov, S., Ladenkov, O., Serebryansky, A., Tillaev, et al. Poster Presentation at IAU Symposium No 185 New Eyes to See Inside the Sun and Stars. Pushing the Limits of Helio- and Asteroseismology with New Observations from Ground and from Space. The XXIIIrd IAU General Assembly, Kyoto, Japan, August 1822,1997

3. Serebryanskiy A., Sh. Ehgamberdiev, Sh.Khalikov, E.Fossat, M.Lazrek, B.Gelly, F.X.Schmider, D.Fierry-Fraillon, G.Grec, P.Palle, A.Cacciani, J.T.Hoeksema, On the variation of the rotational splitting of low-1 modes: preliminary results, Xth IRIS/TON Workshop, Parkent 1998, pp.20-22

4. Serebryanskiy A., Sh. Ehgamberdiev, Sh.Khalikov, E.Fossat, M.Lazrek, B.GeJly, F.X.Schmider, D.Fierry-Fraillon, G.Grec, P.Palle, A.Cacciani, J.T.Hoeksema, Solar cycle dependence of the acoustic cutoff frequency of low-1 modes, Xth IRIS/TON Workshop, Parkent 1998, pp. 17-20

5. Серебрянскин A.B., Эгамбердиев Ш.А., Халиков Ш.С. «Зависимость акустической частоты обрезания мод солнечных колебаний от цикла активности», Доклады Академии Наук РУз, 2000, 2, стр.20-22

6. Ссрсбрянскин А.В., Эгамбердиев Ш.А., Халиков Ш.С., «Вращательное расщепление р-мод низких степеней: результаты IRIS проекта», Доклады Академии Наук РУз, 2000,3, стр. 38-41

7. Ehgamberdiev Sh. A., Serebryanskiy A., Kholikov Sh., Fossat E., and IRIS team, "An estimation of global p-mode frequencies and splitting from IRIS data: 1989-1996, IAU Proceedings of 24Ih General Assembly, Manchester, 7-18 August 2000

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Balmforth N,J., Gough D.O., 1990, Astrophys.J., 362,256

2. Baudin F., Gabriel A., Gilbert D., Palle P.L., Regulo C., 1996, Astron.Astrophys., 311, 1024-1032

3. Claverie A., Isaak G.R., McLeod C.P., van der Raay H.B., Roca Cortes Т., 1981, Sol.Phys., 74,51

4. Duvall T.L., Jr.Harvey J., Jefferies S., Pomerantz M., 1991, Astrophys.J., 373, 308

5. Foglizo T., Garcia R.A., Boumier P., Chaira J., Gabriel A.H., Grec G., Robillot J.M., Roca Cortes T., Turck-Chieze S., Ulrich R.K., 1998, Astron.Astrophys., 330, 341-350

6. Fossat E., Regulo C., Roca Cortes T„ Ehgamberdiev Sh., Gelly B., Grec G., Khamitov I., Khalikov S., Lazrek M., Palle P., Sanchez Duarte L., 1992, Astron.Astrophys., 266, 532

7. G.Grec, S.Turk-Cheize, M.Lazrek, T.Roca Cortes, L.Bertello, F.Baudin, P.Boumier, J.Charra, D.Fierry-Fraillon, E.Fossat, A.H.Gabriel, R.A.Garcia, B.Gelly, C.Gouiffes, C.Regulo, C.Renaud, J.M.Robillot, R.K.Ulrich, 1996, Sounding Solar and Stellar Interiors, p.91-102

8. Gizon, L., Fossat, E., Lazrek, M., Cacciani, A., Ehgamberdiev, S., Gelly, B., Grec, G., Hoeksema, J.T., Khalikov, S., Palle, P.L., Pantel, A., Regulo, C., Schmider, F.X., and Wilson, P.R. New IRIS constraints on the solar core rotation, Astronomy and Astrophysics, 317, L71-L74, 1997.

9. Librecht K.G., 1988, ESA SP 286, p.3

10. Palle P., Perez J., Regulo C„ Roca Cortes T., Isaak G.R., McLeod C.P., van der Raay H.B., 1986, Astron.Astrophys., 169,313

11. Palle P., Regulo C., Roca Cortes T., Sanchez Duarte L., Scmider F.X., 1992, Astron.Astrophys., 254,348

А.В.Серебрянскийнинг «Куёш тебранишлари р-модаларининг параметрлари ва активлик цикли» мавзусидаги диссертациясига

АННОТАЦИЯ

Келтирилган иш Куёш акустик тебраниш параметрларииииг Куёш активлиги циклига богликлиги масалаларига багишлаиган. Тахлил килишда ИРИС++(Куёш каърини халкаро микёсда урганиш) маълумотлар банкидан фойдаланилди. Акустик модалар (р-модалар) параметрларини аппроксимация килишда максимал мое келиш усули кулланилди ва бунда кувват спектрларидаги таксимот хи-квадрат конуниятига буйсунган деб фараз килинган. Тебраниш частоталарининг активлик цикли билан узгариши топилди, яъни максимал фазадан (1989 й.) минимал фазага (1996 й.) камайиши кайд килинди. Олинган натижа аввал ИРИС гурухи томонидан топилган (1989-1993 й. маълумотлари асосида) частоталарнинг узгаришини тасдиклади.

Бундан ташкари акустик тебранишларнинг кесилиш частотаси хам топилди. Бу параметрни улчашда бир кунлик

кувват спектрлари ишлатилди. Иккита боглик булмаган

«

усул воситасида, кесилиш частотасининг максимал

1

фазадаги (1989Й.) 5.74 мкГц кийматдан минимал фазага (1996й.) 5.37 мкГц кийматга кадар камайиши курсатилди.

Р-модаларнинг айланма булиниш киймати эса кувват спектрларидаги модалар профилларини автокореляция ва кросскореляция килиш усуллари ёрдамида улчанди. Тахлиллар асосида бу кийматнинг хам активлик цикли билан узгаради деган фикрга келинди. Бирок, олинган натижалардаги аникликнинг камлиги, бу фикрнинг бошка гелиосейсмик лойихалар маълумотларида тасдикланишини -талаб килади. Айланма булиниш киймати берилаётган ишда 451.2±6.6 нГц (максимум фазада), 448.0±7.6 нГц (оралик фазада) 444.0±5.0 нГц (минимум фазада) ни ташкил килди.

Мазкур ишдаги янгиликлардан яна бири, бу гелиосейсмик маълумотлар тахлилига янги (бу сохада) wavelet усулини куллаш булди. Хусусан, бу усул ёрдамида модалар энергиясининг вактбуйинча узгариши урганилди. Турли частотали модалар уртасида катта корреляция борлиги аникланди, бу корреляциянинг максимум фазада енг юкори кийматга эришгани кузатилди. Бундай корреляциям сабабчи булаётган сигнал сифатида кунлик кувват спектрларидаги 1=3 ва 1=1 жуфтлик ва 1=2 ва 1=0 жуфтликлар энергиялари олиниб, бу сигналга wavelet-усули кулланилди. Натижада 17+-2 кунлик даврийлик топилди. Айтиб утиш жоизки, бу даврийлик факат 1989 йил маълумотларидагина кайд этилди.

"Parameters of Solar oscillation p-modes and activity cycle"

Serebryanskiy A.V.

Annotation

The Solar cycle dependence of low-1 p-modes parameters were investigated in this work using IRIS++ data bank (International Research on the Interior of the Sun) collected in period 1989-1996. The parameters of p-modes were determined by fitting of p-mode profiles in power spectra using Maximum Likelihood Method with probability density function. It was shown that p-modes frequencies are changed during Solar cycle for period of observation 1989-1996 being higher in maximum activity of the Sun. This fact confirms results yearly obtained by IRIS group for period 1989-1992 and other helioseismology groups.

Another parameter that was searched is cut-off frequency of p-modes. This parameter was analyzed using set of one-day duration of power spectra and two method of analysis. It was shown that cut-off frequency changes over Solar activity, namely decreasing from 5.74 mHz to 5.37 mHz from 1989 to 1996 years of observations.

The rotational splitting of low-1 p-modes was determined over period 1989-1996 by fpur independent cross-correlation and auto-correlation methods. It was proposed that rotational

1

splitting may be have a little change over Solar cycle, but errors does not allow to make definite conclusion. The results of sidereal rotational splitting averaged for all modes are: 451.2±6.6 nHz (maximum activity), 448.0±7.6nHz (middle phase) and 444.0 ±5.0 nHz (minimum activity).

A new method for time series analyses named "wavelet" was applied to IRIS data bank for time-frequency investigation of individual p-modes. It was shown that there is strong correlation between modes of different radial order and the same degree in behavior of its power for 1989 year. To search for the periodic signal that caused this correlation "wavelet" analysis was applied for investigation of behavior of pair of modes 1=1 & 3 and 1=0 & 2 from one-days duration power spectra. It was shown that signal with period of 17±2 days is present in 1989 year. It should be noted that because of short gaps in the data the correlation of p-modes should be overestimated, but not significant.