Спектрально-поляризационные исследование Солнца на Ратан-600 в микроволновом диапазоне тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.03 ВАК РФ

РГ6 од

1 9 ДП? '.ПОЗ

1 ^ ВПРГ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУ< СПЕЦИАЛЬНАЯ АСТР05МЗИЧЕСХАЯ ОБСЕРВАТОРИИ

На правах рукописи

ВОГОД ВЛАДИМИР МИХАИЛОВИЧ

УДК 523.164.32

СПЕКТРДЛЬНО-ПОЛЯРИЗАЦИОННЬЕ ИССЛЕЛОЗАНИЯ СОЛНЦА НА РАТАН-оОО В МИКРОВОЛНОВОМ ДИАПАЗОНЕ

01.03.03 - радиоастрономия

Диссертация на соискание ученой стеиош» доктора физико-математических наук в форме научного доклада

нос. Н.Архыз - С-Петербург .1993

Работа выполнена в Специальной астрофизической обсерватории Российской Академии наук.

Официальные оппсненти: -доктор ф.-м.к. М.Л.Лшшш

(ИЗМИРАН, г.Москва), -доктор ф.-м.и. Л.Л.Базелян

(ИРЭ, Г.Харькоз;. -доктор ф.-м.н. Л.В.Яснов (С-Петербургский университет).

Ведущая организация: Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской АН, ■г. Иркутск

Защита состоится "Д.¿"апреля 1993г. в Ю часов на заседании специализированного совэта (шифр Д.003.35.01) по присуждению ученой степени доктора физико-математических наук при специальной астрофизической обсерватории Российской АН по адресу : 196140, г.Санкт-Петербург, Пулково, СПб-Ф. ОАО РАН, тел.(812)-12-340-38

Отзыв на автореферат в двух .экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по вишеуказайяому адресу на имя ученого секретаря совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках ОАО РАН и Пулковской обсерватории.

Доклад разослан " 2.С 'чм&^те! 1993г.

Учений секретарь специализированного совета

канд. физ.-мат.наук Майорова Е.К.

Содержание

стр.

1. Общая характеристика работы...................................5

1.1 Вводениэ.................................................5

1.2 Актуальность теш........................................9

1.3 Цель работы............:................................10

1.4 Научная и практическая новизна работы...................10

1.5 Основные результаты, выносимые на защиту................11

1.6 Апробация роботы........................................12

1.7 Личный вклад автора.....................................12

1.8 Структура диссертации...................................13

2. Многоволновий солнечный спектрально-поляризационный комплекс [ССПК] РАТАН-600 и некоторые результаты исследований Солнца..13 2.1 Требования к аппаратуре для наблюдений Солнца на

РАТАН-600...............................................13

'2.2 Основные параметры и развитие ССПК (1974 - 1990 гг.)....14 -2.3 Наиболее вакные астрофизические -результаты, . полученные на РАТАН-600 с помощью ССПК......................16

3. Создание панорамного анализатора спектра (ПАС) для исследований Солнца на РАТАН-600.............................33

3.1 основные предпосылки и разработка проекта модернизации РАТАН-600 для работы по программам

22-го цикла солнечной активности........................33

3.2 Астрофизические задачи и технические требования к анализатору спектра и поляризации для исследований Солнца____34

3.3 Общая схема работы ПАС..................................35

3.4 Многоволновий совмещенный облучатель ...................39

3.5 Система сбора информации на базе IBM PC.................39

3.6 Система обработки наблюдений Солнца, выполненных на I1AC РАТАН-600...............................................41

3.7 Основные параметры ПАС РАТАН-600........................43

4. Первые результаты исследований радиоизлучения Солнца с помощью ПАС РАТАН-600........................................45

4.1 Примеры наблюдений тонкой спектральной структуры

в радиоизлучении Солнца.................................45

4.2 Исследование эффекта неоднократной смены знака поляризации радиоизлучения локальных источников.........47

4.3 Анализ магнитных полей пятен в короне...................52

5. Результаты ' анализа тонких пространственных и спектральных структур на основе кооперативных наблюдений Солнца на PAT А Н-600 и больших антеннах апертурного синтеза

VIA, WSRT...................................................54

5.1 РАТАН-600, VIA, WSRT как взаимно дополняющие инструменты для исследований Солнца....................................54

5.2 Результаты наблюдений по программе "Ишь 1982"..........55

5.3 Результаты наблюдений по программе "Мюль 1990"..........56

5.4 Результаты сопоставления наблюдений активных областей

' Солнца в мае 1980 г. на WSRT и на РАТАН-600.............58

6. Перспективные направления развития исследований Солнца на

РАТАН-600:.....................................'.............61

6.1 Возможное развитие антешшх режимов для картографирования Солнца...........................................-......61

6.2 Повышение спектрального и Еременного разрешения в наблюдениях радиоизлучения Солнца.......................65

7. Заключение...................................................66

8. Литература

66

- 'J -

т. общая хлгатттетш. работы

I.I ВВВДЕ1МЕ

Спектральные исследования радиоизлучения Солнца являются важным источником информации о физическом состоянии и природе солнечной атмосферы, о происходящие в ней процессах накопления, сохранения и высвобождения ■ энергии, о магнитных полях активных областей.

Значимость таких исследований резко увеличивается при проведении наблюдений с достаточно высоким пространственным разрешением. Именно сочетание анализа спектра и поляризации радиоизлучения с высоким пространственным разрешением, дает исключительно эффективный метод изучения физического состояния и процессов в солнечной атмосфорэ.

В настоящее время такие исследования могут выполняться на радиотолеснопе РАТЛН-600. Однако они могут бить результативными лишь при постоянном совершенствовании аппаратуры и методик наблюдений. Обеспечение наибольшей возможной эффективности этих исследований и является основной целью .диссертации.

Выбор основных направленна исследований, представлении: в диссертанта, базируется на пионерских исследованиях радиоизлучения Солнца, выполненных Пулковской школой радиоастрономов в период 6070-х годов, использовавших Большой пулковский Радиотелескоп (БПР), который обладал для того времени наивысшим одномерным ггростраястаегешм разрешением ( I' для волны 3 см).

Наблюдешь'! на БПР выполнялись регулярно в нескольких точках сантиметрового диапазона (волны 2.0 см, 3.2 см, <1.5 см, 6.0 см и 9.0 см) и дали ряд важных астрофизических результатов Ш. Они послукшш основой для выбора основьих направлений по солнечной радиоастрономии для радиотелескопа PATAU-600.

Первым шагом на этом пути явилось создание 5-волнового спектрального поляризационного комплекса в диапазоне 2-4 см (волки 2.0, 2.3, 2.7, 3.2 И 4.0 см), основанного на разработке едолей типовой схег.м рвлнополяркмэтроп, полиоегь» состоящих из полупроводниковых узяов (1*3.

Выбор диапазона был определен следующими факторами: о) резкое отличие интенсивности излучения локальных источников и степени г.руговой поляризации на волнах 2 см и 3.2 см [47*] по данным БПР, что не укладывалось в представление о чисто тормозном шхонизмэ радиоизлучения, 0) в этом диапазоне волн могло бить реализовано максимально высокое пространственное разрешение в первых же наблюдениях на РАТАН-600, в) наличие широких полос (~Ш?) усиления в радиополяриметрах комплекса позволяло достичь высокой чувствительности в измерениях круговой поляризации.

Наблюдения с помощью спектрально-поляризационного комплекса РАТАН-600 начались с I ноября 1974 г. [2*]. В дальнейшем, Сшш разработаны еще 5 радиополяриметров на волны: 0.8, 8, 12, 20 и 30 см [5*]. Таким образом, был создан оригинальный комплекс аппаратуры, использование которого в течение более 15 лет (19741990 гг.) на РАТАН-600 позволило получить ряд важных астрофизических результатов [21*. 22*. 30, 42*].

Особо следует отметить ряд работ по исследованию структур солнечной атмосферы и диагностики солнечной плазмы, благодаря которым наблюдения Солнца на РАТАН-600 получили широкую известность у нас и за рубежом. К ним относятся:

1. Обнаружение и исследование спектральных характеристик радиогрануляции в сантиметровом диапазоне воле! £18*, 20*] и отождествление их с деталями хромосферной сетки [19*].

2. Измерение магнитных полей пятен в короне по их м&гшшга-.тормозному излучению 134*, 26*].

3. Измерение магнитных полей флоккул, корональшх петель и протуберанцев по их спектрально-поляризационным характеристикам (30*. 31*].

4. Анализ структура магнитных полей в корона по детальному анализу инверсии поляризации С2].

5. Открытие пекулярных источников - вероятных мест выделения нетепловой энергии в токовых слоях [35*, 37*].

6. Доказательство нетепловой природа дециметрового гало в солнечной активной области [3, 43.

7. Исследование спектра и других параметров корональных. дар [5, 6].

Все эти работы выполнены на аппаратурных комплексах, созданных

под руководством и upa участии автора. Бо многих из них автор непосредственна участвовал в процессе наблюдений, обработки и интерпретации результатов. За время с I97S по 1990 гг. на основе наблюдений с использованием ССПК РАТАН-600 были выполнены исследования, представленные в более 200 публикаций как во внутрисоюзных, так и в зарубежных журналах.

Многолетий опыт работы с ССПК, а также участие в программах Года Солнечного Максимума • (ГСМ) с многоволновым комплексом на РАТАН-600 указал на необходимость более высокого спектрального и временного разрешения, а также на важность в получении двуг,гарных радиоизобратений с повышенным пространственным разрешением [25*].

Другим источником, повлиявшим на постановку и выполнение представленных в диссертации работ, было предложение в 1980 г. В.В.Железнякова [7] организовать программу поиска циклотронах линий, поскольку их обнаружение могло бы стать важным инструментом для диагностики состояния активных областей на Солнце.

■ Наконец, з плане подготовки к исследованиям Солнца к его активности в новом 22-м цикле, рядом ученых и научных коллективов были предложены программы кооперативных исследований: STEP - Solar terrestrial energy programa, FLARES'22 - программа исследований .вспышек, ГШ'91 и другие.

С учетом указанных предложений автором совместно Г.Б. Гельфрейхом, А.Н. Коркавиннм и Л.А. Бустильником был разработан проект модернизации PATA1I-600 для проведения солнечных наблюдений в 22-м цикле солнечной активности, который включал в себя [5*. 30*, 31*1:

1) перекрытие всего диапазона радиотелескопа РАТАН-600 с равномерным спектральным разрешением (несколько %) и болге детальным анализом выбранного участка спектра,

2) реализацию режимов многократных наблюдений с целью анализа динамики структуры активных областей но промежутках времени в несколько часов,

3) разработку радиогелиографа на базе РАТАН-500 на нескольких длинах волн с разрешением до 10 сек. дуги по обеим координатам.

Этот проект был одобрен научной общественностью и в 1989 г. была начата работа по теме "22-цикл", которая получила целевое финансирование Академии Наук. Но финансирование работ было только

в течение 2-х лет. Лотом оно прекратилось,- что приволо к урезанию сОъема намеченных разработок. Однако, ' нам все т удалось реализовать одно из направлений проекта модернизации и создать панорамный анализатор спектра (ПАС), перекрывающий диапазон от 3.5 ГГц до 18 ГГц с 5% частотам разрешением.

В приемную систему ПАС подключены дополнительно три одноволновых радиополяриметра на волны 12 см, 20 см и 30 см. Таким образом был перекрыт диапазон частот от I до 18 ГГц на 35 длинах волн с регистрацией интенсивности и круговой поляризации радиоизлучения по всем 70 каналам.

Этот новый приемный комплекс находится в регулярной эксплуатации с 20 декабря 1991 г. и на нем уже проведен ряд наблюдения по международным программам 22-цикла солнечной активности.

В диссертации приводятся первые результаты исследований радиоизлучения Солнца с помощью ПАС РАТАН-600. К ним относятся: во-первых, значительное повышение точности развитых ранее методов измерения магнитных полей, во-вторых, обнаружение эффекта неоднократной смены круговой поляризации в областях квазшопе-речшх магнитных полей в короне. Показано, что исследования структуры магнитных шлей с помощью обнаруженного эффекта могут быть направлены на построение трехмерной картины магнитосферы над активными областями, что открывает перспективу дальнейшие исследований как в области решения задач собственно физики'Солнца, .так и в прикладном аспекте солнечно-земных связей.

В диссертации также представлены результаты кооперативных наблюдений Солнца на РАТАН-600 и больших антенн апертурного синтеза типа VLA (США) и WSRT (Голландия). Данные этих двух крупнейших радиотелескопов существенно дополняют друг друга: РАТАН-600 позволяет производить подробный спектральный анализ в широком диапазоне волн и точные поляризационные измерения, в то время как VIA и WSRT дают детальные двумерные изображения активных областей Солнца, но только на немногих отдельных частотах. При гатерферэмвтрических наблюдениях также теряется часть штока, связанного с протяженными источниками. Т.О. комбинированное нспольсовашге параллельных наблюдений на двух инструментах пог юлило получить качественно новое и значительно более полное

представление о структуре и свойствах Л.И. на Солнце.

В последнем разделе диссертации в качестве обобщения имеющегося опита рассматриваются также проблемы исследований Солнца на РАТАН-600 в будущем. Показано, что РАТАН-600 обладает для этого большим потенциалом.

В качестве основного направления предлагается создание многоволнового радиогелиографа с высоким временным разрешением для анализа всплесков радиоизлучения, разработка компаунд-интерферометра на базе РАТАН-600 с добавлением системы малик зеркал. .

М, наконец, дальнейшее улучшение спектрального и временного разрешения значительно расширяет класс солнечных проблем для исследования на радиотелескопе - от миллисекундных спаек до исследований циклотронных линий солнечного радиоизлучения.

I.2 АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Изучение физики Солнца, природы солнечно-земных связей представляет собой важное звено в познакии непосредственно окружающего и воздействующего на пас внешнего мира.

Радиоастрономические метода исследования Солнца являются сегодня одним из важных средств получения данных о природе верхних наиболее горячих слова солнечной атмосферы к дают независимую от других методов информацию для диагностики солнечной плазш.

Эффективность радиоастрономических катодов существенно зависит от сочетания пространственного и спектрально-поляризационного анализа радиоизлучения Солнца в широком диапазоне волн.

Крупнейший в России радиотелескоп РАТАН-бОП дает у шкальную возможность для проведения детальных ясслэдояонай плазми солнечной атмосферы. Однако для реализации эффективности таких исследований необходимо было оснастить радиотелескоп комплексами спектрально ■ поляризационной аппаратуры. Выполнение этой программы и составляет центральное ядро диссертации. В результате были созданы два мощных спектральных комплекса, явившихся основой для получения целого ряда новых сведений о природе радиоизлучения я Физическом состоянии я структуре целого ряда солнечных образований.

- 10 -

1.3 ЦЕЛЬ РАБОТЫ ■

1.Создание и дальнейшее развитие аппаратурных комплексов и методов для исследования Солнца на радиотелескопе РАТАН-600.

2.Проведение исследований радиоизлучения Солнца с помощью разработанных комплексов с целью диагностики параметров плазмы и изучения структуры солнечной атмосферы.

3.Проведение комплексных кооперативных исследований Солнца не радиотелескопе . РАТАН-600 совместно с большими антеннами апертурного синтеза (7ЬА, «УБЕГ).

4.Разработка направлений дальнейшего развития исследований Солнца на РАТАН-600.

1.4 НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

1.Впервые в семидесятых годах Ошм реализованы спектрально-поляризационные наблюдения в диапазоне 2 - 4 см с угловым разрешением в десятки угловых секунд дуги, что позволило получить ряд новых астрофизических результатов.

2.Впервые в сантиметровом диапазоне обнаружена тонкая структура в .распределении яркости по диску спокойного Солнца (родиогранумисиа); и определены основные параметры этой структуры и установлена, ее связь с деталями хромосферной сетки.

3.Впервые на основе спектрально-поляризационных наблюдений реализован метод измерения магнитных полей пятен в основании короны по циклотронному излучении локальных источников.

4.Впервые радиоастрономическим методом измерено магнитное поле флоккула на нескольких уровнях атмосферы, а такие оценены вертикальные градиенты температуры и магнитного поля в нем.

5.Впервые сделаны оценки кинетической температуры залимбового протуберанца в сантиметровом диапазоне еолн, а также оценки магнитного поля и градиента температуры.

6.Впервые реализованы радиоастрономические наблюдения Солнца, в которых высокое ух'ловое разрешение - (десятки секунд дуги в коротконолнозой части сантиметрового диапазона и единицы минут дуги в дециметровом диапазоне) сочетается с широким многооктавкым

перекрытием по частотному диапазону (от I до 18 ГГц) и подробным Ъ% спектральшм анализом с одновременным измерением круговой поляризации.

7.Впервые достигнута высокая точность (до 2-3%) измерения напряженности магнитного поля в короне над пятнами на основе анализа теплового циклотронного излучения радкоисточника.

8.Обнаружен эффект неоднократной смены знака круговой поляризации радиоизлучения- локальных источников по частотному .диапазону.

9.На основе кооперативных наблюдений Солнца на ЧЪА, УЕЛТ и РАТАН-600 проведен анализ тонких пространственных и спектральных структур активных областей и получэны уникальные сведения о структурах ряда активных областей на Солнце.

1.5 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

- I.Создание спектрально-поляризационного приемного комплекса для наблюдений Солнца на РАТАН-600, на котором велись наблюдения в период 1974 - 1990 гг. и позволившие получить ряд значимых астрофизических результатов.

2.Обнаружение и исследование радиогрануляции в сантиметровом диапазоне волн.

3.Разработка и реализация методов измерения магнитных порлей пятен в короне. Результаты статистического сравнения с оптическими значениями поля.

4.Реализация метода измерений магнитных полей флоккул и протуберанцев на РАТАН-600 по поляризации и спектру тормозного излучения. Результаты анализа мапштных полей.

5.Разработка программы модернизации РАТЛН-600 для солнечных исследований в 22-м цикле активности. Разработка и создание панорамного анализатора спектра в диапазоне I -18 ГГц но РАТАН-600.

6.Первые результаты анализа тонкой структуры спектров солнечного радиоизлучения, включающие:

- повышение точности измерения магнитных полей в короне над пятнами до 2-3%.

- обнаружение эффекта неоднократной смены знака круговой

поляризации радиоизлучения локальных источников по частотному ,.лапазону.

Т.Результаты совместных исследований активных областей Солнца на основе кооперативных наблюдений на РАТАН-600 и больших антенн апертурного синтеза (VLA.WSRT).

1.6 АПРОБАЦИЯ РА60ТЫ

Основные положения и результаты работы докладывались па ряде конференций по солнечной радиоастрономии, международных симпозиумах и коллоквиумах, в том числе на:

Всесоюзных радиоастрономических конференциях (Горький, 1973, Пущино, 1975г., Ереван, 1978, 1982, 1985, 1989, 1990, Иркутск, 1985, ■ Звенигород, 1984,); Всесоюзных научных семинарах объединенной секции "Радиоизлучение Солнца" Научных Советов по радиоастрономии и физике солнечно-земных связей (Кисловодск 1978, Алма-Ата, 1987, Одесса, 1985, Самарканд 1939), 12-th regional consultation on solar physics, Smolenlce, Chechoslovakia,- 1986, 5-й симпозиум КАПГ по солнечно-земной физике, Самарканд, 1989, Симпозиум КАПГ, Ленинград, 1987, International Workshop, Slmpheropol 1982, Irkutsk, 1985, Мекдународное совещание по физике Солнца, Шенхаген, ГДР, 1989, Colloquium IAU No.141, China, 1992.

1.7 МЧНЫИ ВКЛАД АВТОРА'

Автору принадлежат следующие результаты:

Разработка проекта и реализация солнечного спектрально-поляризационного комплекса для радиотелескопа РАТАН-600, который использовался для наблюдений Солнца в период с 1974 по 1990 гг.

Разработка методики и проведение наблюдений по обнаружению рэдиогрануляции и исследованию ее параметров.

Практическая реализация методов измерения магнитных шлей пятен и флоккул, обработка к статистический анализ наблюдательного материала.

Участие в разработке программы модернизации РАТАН-600 для исследований Солнца в 22-м цикле активности.

Руководство разработкой и прямое участие в создании

- 13 -

панорамного анализатора спектра в диапазоне I-I8 ГТц.

Обработка наблюдательных данных и получение первых результатов исследования тонкой структуры спектров солнечного радиоизлучения на панорамном анализаторе спектрз в диапазоне Г-18 ГГц.

Обработка совместных наблюдений Солнца на РАТАН-600 и больших антеннах апертурного синтеза VLA и WSRT и участие в интерпретации результатов.

1.8 СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Работа состоит из семи разделов: введения, двух методических разделов, двух разделов, описывающих результаты исследований, раздела, описывающего перспективные • направления развития исследований на РАТАН-600 и Заключешм, Работа содер?шт А таблицы и 18 рисунков.

2. МНОГОВОЛНОВКЙ СОЛНЕЧНЫЙ СПЕЗСТРАЛЬНО-ПОЛЯРИЗЛШОННЫЙ КОМПЛЕКС (ССГЩ РАТАН-вОО И НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ¡ДОСЛЕДОВАНИЙ СОЛНЦА

2.1 ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ ДЛЯ НШТЮДРЖЙ СОЛНЦА Е4 РАТАН-600

Солнечный спектральнс-поляризациогашй комплекс 12х] был разработан в 1ЭТ4 г. и состоял сначала из пяти отдельных радиополяриметров на волны 2.0 см, 2,3 см, 2.7 см, 3.2 см и 4.0 см, собранных по эдиной типовой схеме. 3 качестве системы регистрации использовался комплекс аппаратуры У АР, разработанный в СКБ ИРЭ [8]. В дальнейшее.!, на основе аппаратуры ЮШК и ЭВМ "Электрошка-100 И" З.Е.Петровым (5*, 91 бил разработан автоматизированный вариант системы сбора информации MKAP-I6, который значительно повысил результативность системы регистрации га счот интеллектуальной оценки уровня сигнала по каждому каналу и осуществления необходимых гороклктогай усиления.

Основные требования к аппаратуре вытекали из специфики наблюдений Солнца на РАТАН-GOO, которые заключались в том, что РАТ.АН используется преимущественно как пассажный инструг.^ит и

большая часть наблюдений проводится в режиме прохождения источника через диаграмму направленности радиотелескопа. Поэтому основное требование - высокая чувствительность - было необходимо для решения следующих задач:

- наблюдение опорных космических источников,

- измерение параметров антенны,

- проведение котировочных работ по телескопу,

- измерение минимально обнаружимых степеней поляризованных сигналов (до малых долей процента).

К аппаратуре также предъявлялись требования большого динамического диапазона Татах ) ~ 10 , малого уровня инструментальных погрешностей при измерении круговой поляризации (менее 0.5%), а также требование высокой надежности, важное для сложных многоэлементных систем и требования высокой временной и температурной стабильности (стабильность параметров не хуже 2:5 /час).

2.2 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗВИТИЕ ССПК (1974 - 1990 гг.)

Одновременно с наблюдениями проводилась модернизация комплекса (4*, 6*, 7*3 и увеличение количества радиополяриметров ССПК, в результате число регистрируемых каналов было доведено до 20 к 1982 г. Радиополяриметры перекрывали рабочий диапазон радиотелескопа на десяти длинах волн, и система регистрации ИКАР-16 уже не справлялась со сбором информации такого многоканального приемного комплекса. В связи с этим, З.Е.Петровым была начата, а В.А.ШатилоЕЫМ завершена новая разработка автоматизированной системы регистрации ИКАР-32 на базе ЭВМ "ДВК-3" и аппаратуры стандарта КАМАК (103. В таблице I приведен перечень всех радиополяриметров ССПК и их основные параметры.

Основная программа наблюдений Солнца выполнялась на облучателе Ко.З, который мог перемещаться по кольцевому пути в режиме антенны "ЮшыЗ сектор + плоский отражатель". При этом, кроме ре зима одноразовых наблюдений Солнца -в меридиане, в отдельные периоды были реализованы многоразовые прохождения с интервалом до 15 мин. мь-кду сосед!В-'.п1 экспозициями в течение 2 часов до и 2 часов после момента кулклннацк: Солнца [38*. 4,2*3. Для этого на Юкном секторе

ТоСл.1

ПАРАМЕТРЫ СОЛНЕЧНОГО СПЕКТРАЛЬНО-ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА РАТАН-600

ВОЛНА ЦЕНТР. ЧУВСТВ!«1. ПОЛОСА ПАРАМЕТРЫ ДИАГРАММА X ЧАСТОТА ПРИ а =1 ЧАСТОТ РЕГИСТРАЦИИ РАДИОТЕЛЕСКОПА

(СТОКСА) Е-« И-З

СМ ГГц Н МГЦ агсзес агсгйг

0.9 34.0 0.3 600 8 5.6

2.0 15.0 0.2 600 1Д 18 12.5

2.3 13.0 0.12 600 1.7 21 14.4

2.7 11.1 0.12 600 и 25 16.9

3.2 9.4 0.19 500 1.У 29 20.0

4.0 7.5 0.2 600 36 25.0

6.0 5.0 0.1 600 1.Т 54 37.5

8.0 3.7 0.2 500 'и 72 50.0

13.0 2.3 0.2 300 120 81 .0

21 .0 1.45 0.2 220 190 131 .0

31.0 0.96 0.2 150 279 193.0

используется собирающая поверхность из 125-140 отражающих элементов, что соответствует прямоугольному раскрыву антенны в картинной плоскости приблизительно 260 м х 5.5 м. Наблюдения в кавдом азимуте выполняются на 10 длинах волн ССПК в диапазоне 0.8-32 „м с анализом круговой поляризации и с регистрацией сигнала с помощью автоматизированной системы сбора ИКАР. Интеллектуальный комплекс автоматической регистрации (ИКАР) управляет процессом регистрации сигналов и обеспечивает в реальном времени выбор оптимальных коэффициентов усиления при цифровой записи сигналов на магнитную ленту (отсчеты с интервалом 0.1 сек. по каждому каналу). ИКАР такие обеспечивает по заданной программе производство калибровок и их оперативную обработку [11]. С помощью той же системы обеспечиваются наблюдения опорных источников (Краб, Орион, ЗС 273, 30 84, Луна), результаты которых используются для контроля и, определения параметров антенны, необходимых для измерения потоков, координат, размеров точечных (12-15 угл. сек) и протяженных радаоисточников на Солнце. Точность поляризационных измерений на всех волнах не хуже 0.5%. Для создания архивов наблюдений Андриановым O.A. [12] была разработана двухуровневая система хранения данных. В формате архива уровня I данные наблюдений хранятся без всяких изменений, а в формате уровня 2 в обработанном виде, ■ т.е. после операций сжатия данных, учета калибровок, исправления за аберрации и др.

Расчетная ширина диаграммы направленности антенны на всех волнах ССПК также приведена в таблице 1. Как правило, эти параметры . близки к реализуемым (после учета аберрационных искажений, обусловленных выносом рупоров приемников из главного фокуса), за исключением волны 0.8 см, близкой к предельной.

2.3 НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ АСТРОФИЗИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА РАТАН-600 С ПОМОЩЬЮ ССПК

Основные результаты, полученные в период I974-1990 гг. сведены в таблицу 2. Показано, что на РАТАН-600 исследуется широкий спектр солнечных объектов, обнаруживаются новые явления, ставятся проблемы дальнейших исследований.

Pi^pe-iyac-y. Уке е первый год работы РАТАН-600 в сантиметровом

Табл.2 Результата исследования Солнца, полученные на РА'ГАН-600

РАЗДЕЛ

Спокойное

Солнце

Области

пониженной

яркости

Измерение магнитных полей

Активные области

Вспышки

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Распределение яркости на лимбе Радиогрануляция Протуберанцы Короналыше дыры

Волокна

Полости волокон

Циклотронный механизм

Тормозное излучение

Инверсия знака поляризации Фарадеевскоо вращение

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Равномерный лимб Стабильность в цикле Обнаружение, параметры, температура, град.Г Спектр ярк. температур. Уменьшение радиорадиуса. Размеры, спектры Отождествление в см-диапазоне Поля пятен в короне, корреляция с оптикой Поля флоккул ,корон-шх арок, протуберанцы Поля в короне до высот Н=120*103 км

Изменение направления плоскости поляризации Флоккулы Температура,градиент

температуры и шля Корональшэ конденсации Температура,плотности.

Петли

Пятошше источники

Пекуляр1ша источники Дециметровое голо Мм-источншш в пороке Медленные всплески Импульсные всилуски

структура,поле Температура,градиент томпоратурн,структура, связь с активностью Новый тип источников, локалиг Бнерговыд-ния Нетеплевой спектр, Бесструктурность Отождествление на см-волнах, спектр I и V Спектр, поляризация, механизмы генерации Многокомпонеитность простых всплесков

Рис.1-1. Демонстрация наблюдений малоконтрастных солнечных образований методами близкого сканирования (а) и компенсаций (б).

7.06.1975

оптика

б.os.197?

W Ю

радио ■ д

2' б' ' 10~' Е

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МЕРИДИАН

Дата Диапазон • Ширина щели, диаграммы Момент набл, д ¿ I Коэфй. кор-1 реляции

7.06. 1975 К Са II 12" х 72" 58^ иг ........" "Г ■ ........" I^I^j 0,71

2,3 см 12" х 72" jhjgm иг

6.05. 1975 К Са II 12" х 100" 7%^ UT ,h, . и 1

2,3 см 12" х 72" 9hjjm ит - ¿6 j 0,67

Рис.1-2. Примеры наблюдения радиогрануляции на полно 2.3 см и сопоставление со структурой хромосфер* ¡ой сотки по данным Римского журнала 5сШ Phenomena п линии Call. Оптические сканы получены фотометрилоляниэм фотографии хромосфернсй сетки .целью, равной диаграмме радиотелескопа на той же дле.ке р.олш.

диапазоне было обнаружено радиоизлучение мелкомасштабной структуры спокойного Солнца (см. Рис. 1-1). Были проведены спектральные исследования этой структуры в диапазоне 2-4 см, измерены контрасты по яркостным темйературам и характерные размеры [20*], Оптическое отождествление проводилось как по публикуемым данным Римской обсерватории в линиях На и Са II (Рис.1-2), так и по результатам совместных одновременных наблюдений с группой ГАШ11 (19*]. Оно показало, что яркие детали радиогрануляции соответствуют границам хромосферной сетки (границам супергранул), областям со сгущением магнитных силовых линий.

Флуктуации потока радиоизлучения, обусловленные радиогрануляцией, находятся в пределах (60 -- 300)-10 ~26 вт/'м2 гц.

Контраст яркостных температур, вычисленный для центра и границ супергранул, составил (5000-12000)К.

Спектральный и корреляционный анализ данных показал три характерные группы размеров (42"-82"), (102"- 156") и (190"-280").

Тепловой механизм излучения, определенный по спектру штоков радаогрануляционной структуры, позволил сделать оценку величины магнитного поля, такой структуры, усредненную по площадке 24" х 2.4', которая не превышает 3 Гс .

Время жизни такой структуры измеряется несколькими часами, но за сутки она меняется практически полностью.

Прщбераща. Обычно наблюдения протуберанцев в сантиметровом диапазоне чрезвычайно трудны из-за их близости к лимбу Солнца, где температурные градиенты велики. На Рис.2а и б показан пример регистрации протуберанца на нескольких длинах волн сантиметрового диапазона [31*1. Эти наблюдения и сравнение их с оптическими данными позволили определить следующие его параметры:

- Радиоизлучение активного протуберанца имеет тепловой характер, в соответствии со спектром яркостных температур.

- Яркостше температуры для наиболее яркой детали протуберанца находится в пределах (20-30)«103 К для диапазона 2-4 см.

Оценка магнитного поля, сделанная по степени круговой поляризации не превосходит 107 Гс.

- Величина температурного градиента на граница протуберанца к короны составляет 3+0.5 К/км.

- Дака сценка концентрации электронов частиц в протуберанце -

Рис.2а. Радиоизображение протуберанца 18.10.197? г. на золке 2.3 см (слева) и его спектр на пяти длинах волн в .диапазоне 2-4 см (вычтен сигнал спокойного Солнца).

н

Рйс.26. Оптическое отождествление радиоизлучения протуберанца (данные в линии Н^ высокогорной станции в Алма-Ате).

3*Ю9см~3.

$мщм, £0сл<хЕы1Ы0' поля флощл. Применение радиотелескопа РАТАН-500 для изучения радиоизлучения малоконтрастшх солнечных объектов такихб как флоккулы, корональные конденсации и петли, протуберанцы и радиогрануляционная структура, позволило получить данные о ряде их характеристик и реализовать радиоастрономические метода измерения магнитного поля в них. Радиоизлучение таких образований (в соответствии со спектрами яркостшх температур, полученные для них на РАТАН-600 [20*. 30*. 31*]) носиг тепловой характер.

Тепловое тормозное излучение (ЬгешзБ1;г£Ы.ипз) в присутствии магнитного поля генерирует циркулярно поляризованное излучение с избытком необыкновенной волны [24]. Для слабых, магнитных полей (частота излучения ш0 << гирочастоты) Г.Б.Гельфрейхом было получено решение уравнения переноса [13, 30*], которое привело к следующей формуле для продольной компоненты магнитного поля:

В = 107 Р [%]/ п А ,

где Р - степень.поляризации в [%].

и - спектральный индекс (находится из наблюдений), X - длина волны в см .

Наклон спектра п может меняться в широких пределах. Так, для корональнсй конденсации (случай оптически тонкого излучения) п =2, тогда как для непрозрачного объекта п зависит от градиента .температуры, а для изотермичной плазмы п=0. В последнем случае измерения магнитного поля невозможны (нет поляризации). Для многих случаев п*1, и чувствительность метода зависит от ширины полосы радиометра и соотношения размеров источника и диаграммы радиотелескопа т),

63 г= 100 т) /УдГТ

считая постоянную времени 1 = 1 с. Формула предполагает, что чувствительность по магнитному пода, усредненная по диаграмме аптеки; т) =1, равна 0.01 Гаусс (для полосы приема равной 100 ,'Сц). Тгг.лько Еертнкалькый размер диаграммы РАТАН-600 в режиме

Рис.3. Положение флоккула на диске Солнца Т.06.1977г. относительно диаграммы антенны. Приведен размер вертикальной диаграммы по уровню половинной мощности для волны 2 см.

о Й 2

и §

с

м

о

9' 7' 5' 3'

РАССТОЯНИЕ ДО ЦЕНТРАЛЬНОГО МЕРИДИАНА

"СОЛНЕЧНЫЕ ДАННЫЕ" з^бо иг

ЫТ.КИЗОК"

15.82 - 17.21 ит

Рис.4. Расчетное распределение магнитного поля по флок-кулзг. Внизу приведено оптическое изображение фдоккуль-ного полк в линии Н и участок карты магнитного поля по данным обсерватории в ыаунт-Вияссне. Точность сопоставления - 15, Для оптической карты уровни магнитного поля даны т.о.: ± 5, ± 10, ¿"20, ± 40, ± 80 (Гс)..Север~ нал полярность магнитного поля на карте показана сплошными а южная пунктирными.

Южный сектор +■ перископ для волны 2 см равен1 »Н • . И для большинства случаев реальная чувствительность может быть ниже на два порядка, но все же еще весьма высока т.е.г I Гаусс. Для обеспечения такой чувствительности приходится специально исследовать и учитывать топкие инструментальные эффекты, в частности, антенную поляризацию. Изложенный метод позволяет построить "радиомагнитограф" Е3*3■ , который фактически был реализован автором на радиотелескопе РАТАК-600.

Метод был применен для измерения распределения магнитного поля по флоккулу на основе многоволновых наблюдений (см.Рис.3 и Рис.4- ). Сравнение радио "и оптических измерений показало, что величины магнитных полей флоккула находятся в хорошем согласии. Флоккул представляет собой биполярную структуру: его право-поляризованное излучение . в радио соответствует магнитному полю северной полярности в оптике, что говорит об избытке необыкновенной волны. На основании теплового механизма радиоизлучения флоккула были определены и другие его характеристики : градиент температуры по лучу зрения сИ?/<11 * ЮОСК/км и распределение градиентов по длинам волн в диапазоне, что характеризует структуру переходного слоя над флоккулом.

¡агншные поля ттен. Солнечные пятна являются областям концентрации сильных магнитных нолей на уровне фотосферы, которые определяют активность Солнца и оказывают, в связи г. этим, влияние на физические процессы в верхних слоях его атмосферы. Спектрально-поляризационные наблюдения локальных источников, проводимые на РАТАН-600, позволили реализовать метод измерения магнитных полой в атмосфере над пятнами (на высотах 1000 км-3000 км) СйО*] и оценить градиенты шля [25*, 32*). Над каждом пятном в поляризованном по кругу излучении в сантиметровом диапазоне по наблюдениям на РАТАН-600 мы видим четко выраженный узкий источник (с размерами 10"-30") (см., например, Рис.5). По целому ряду параметров (наклону спектра, величине яркостной температуры, избытку б излучонии необыкновенной волны, степени круговой поляризации) надежно установлено, что природа этих "радиоядер" обязана циклотронному излучению тепловых электронов солнечной короны в сильных магнитных полях шпек. Интерпретация ядер как источников магнито-тормозного махани:?!,",;> излучения предполагает, что корона над пятнами до.тпт опускаться

« < 6-1

.-ч <

6-1

II >

о ы

с-з 1-1 И

4,.Ост.

2-0^71975

3. 2ст

г.2сп>

2.Осп?

м

Е 4' 2'

-V-

/ V

-А-

2000

2' "■--' б1 £ СЕНТНАЬ МтХЫАИ

Рис.5. Пример регистрации активной области с четко выраженными головным и хвостовым пятнами в диапазоне 2-4 см. Записи круговой поляризация показаны пунктиром. Избыток излучения соответствует излучению необыкновенной волны. Оптическое изображение области взято из бюллетеня "Солнечные Данные"для группы 1-о. 193, 2 ;,:ая, 1979 0," 15, £15).

- 27 -

до малик высот, не превосходящих немногие тысячи км [15].

В основе метода измерения магнитного поля лекат простые и достаточно общие предположения, согласно которым магнитное пол? над пятном монотонно спадает с высотой, а кинетическая температура плазмы резко возрастает с хрсмосферных значений ТХр = 10 К до короналышх тк0 = Ю6 К. При этом слои, соответствующие более высоким гармоникам гкрочастоты, располагаются на больших высотах в солнечной атмосфере. Для кавдого пятна можно выбрать такой диапазон длин волн, для которого слой определяемый условием ы = Зо)ц находится в области корональннх или субкорональных температур (105К - 10%), а слой со = ¿0)^ - в области хромосфершх температур (104К). При этом результирующее излучение полностью определяется слоем со = ЗЦц. Вклад в излучение от высоких слоев, находящихся в короне со = 5«^... довольно мал ввиду их прозрачности (т =

10_3 - Ю-7, Т^ = тТкор = 10?К), а вклад более глубоких слоев также мал из-за шгакой кинетической температутзы хромосферы =

А '

10 К). Для третьей гармоники гирочастоты мапштноэ поле Н [гаусс) = 3570 /к' [см].

Эта формула и используется при измерениях поля. Наличие спектральных наблюдений позволяет определить и частоту, при которой уровень ш=2Ыц выходит в корону, при этом наблюдается излом в спектре и возможна вторая оценка величины магнитного поля по формуле

Н [гаусс] = 5400 / к [см).

Описание основных методов измерения напряженности полей в нижней короне по данным наблюдений Солнца на РАТАН-6СЮ можно найти, например, в СЗЗ 3. При этом в наших исследованиях были использованы преимущества РАТАН-600 как рефлекторного радиотелескопа, обеспечивающего параллельные наблюдения на ряде волн сантиметрового диапазона в сочетании с точным измерением степени круговой поляризации при умеренном одномерном разрешении (до ТО сек. дуги) [42*1.

Анализ магнитных полей большого числа пяте:! показал, что

........I_i_Ü_1_Ü-!_1_L__J_.__i_

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ .ГАУСС IODO 1500 2000

Рис.ó, Примеры определения величины магнитного поля для локальных источников над пятнами. Шкалы магнитного поля

длин волн линейные. Спектры круговой поляризации показали в рпзличних масатабах: о - масштабный коэффициент

ю, л - ico, а - 200.

о

К Й

м §

С-Ч с о

ИЗ §

о а

ы

о £

1 . 1 • • у 1

; /

. / ■

/

—— « » « . / л. л

/

V

у

! 1 1

1.000

2000 3000 •

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В РАДИО ,ГАУСС

Рис.7. Сравнение радио и оптических измерений величины магнитного поля пятен. Здесь: . - означают северную полярность магнитного поля, х - юкную полярность магнитного поля. Оптические значения магнитных полей взяты из бюллетеня "Солнечные данные". Пунктирная линия опреде-

ляет линейную регрессию Нспт= 92 + 1,18

шеит корреляции равен ^ = 0,81 £ 0,07.

Нрад, коэффи-

- зо -

значения напряженностай поля, полученные радиоастрономическими методами, хорошо коррелируют с результатами оптических измерзний, ведущихся в СССР по программе службы Солнца (см. рис.б и 7), причем напряженность поля в радиодиапазоне, относящемся к границе короны j хромосферой (так называемой переходной области), всего лишь на 20-30% низке, чем на уровне фотосферы (ЗТ*, 66*.1. В то ке время в ряде наблюдений получены доказательства существования неоднородности в магнитной структуре. Анализ магнитных полей комплекса групп пятен, наблюдавшихся в мае IS80 г. и явившихся объектом ряда исследований в рамках программы ГСМ, показал, что для нескольких исследованных пятен, в которых поля измерялись по зеемановскому расщеплению фотосферных и хромосферных линий, максимальные напряженности достигались не на уровне фотосферы, а где-то. в нижней хромосфере, при этом напряженность поля на корональном уровне (РАТАН-600) практически совпадала с фотосферным значением ([16], рис.8) [32*3.

В другом случае (апрель 1980 г.) поля на уровне фотосферы имели наибольшие значения, но измерения, сделанные по зеемановскому расщеплению далекой ультрафиолетовой линии иона CIY по данным спутника Solar Maximum Mission, дали значения поля в переходной области почти в два раза ниже радиоастрономических, относящихся к области тех же значений температуры (порядка или более 100 тыс. град.) [173. Это расхождение удается разрешить только в рамках существенно неоднородных моделей ' границы .хромосфера-корона в области над пятном [183.

Результаты сопоставления спектрёльных данных и модельных расчетов для магнитной шкалы высот над пятном дают значения lg = -(7.4 i 2.3) * 103 км на уровне основания короны (для высот 2 * I03 км над фотосферой), что определяет величину градиента магнитного шля над пятном от 0.1 до 0.4 Гаусс/км [46*, 47*).

Была также обнаружена связь величины значений магнитного поля пятна в основании короны с развитием солнечной активности -всплытием новых магнитных штоков [193 и возникновением шумовых бурь метрового диапазона [203.

Измерения магнитных полей корональкых конденсаций по поляризации их тормозного излучения показали значения полей псрддкз ¿0 Гс - близкое к значениям, ожидаемым в приближении

потенциального поля, проэкстраполированного от фотосферных значений [23]. Аналогичные реаультаты были получены по инверсии знака круговой поляризации Л.И. по диапазону и во времени [2] для высот порядка 10-50 тыс.юл над фотосферой.

Наблюдения на РАТЛН-600 позволили отождествить, обнаруженные Чгро Б. короналыше источники (С'ИЗ) з миллиметровом диапазона волн (располагающиеся на еысотах Ю5 км) и получить в сантиметровом диапазоне для них спектр яркостных температур С49*1. При этом было установлено, что их излучение носит тепловой характер, и были сделаны оценки их магнитного поля.

Относительно полное заполнение рабочего диапазона РАТАН-600 (использовалось до ГО приемников в диапазоне 1-30 см) и достаточно длительные серии наблюдений дали возможность провести детальное исследование структуры активной области. Было выделено диффузное» образованно (гало) входящее практически во все АО, имоицэе максимум штока в диапазоне (10-20 см) [213. Интерпретация этого факта привела к заключению, что в ксрональннх конденсациях имеют место практически постоянно действующие нетепловые процессы, сопровождающиеся ускорением электронов до высоких ' энергий и возбуждением плазменной турбулентности. В последние года, наряду с пятенной, флоккульной компонента?.»! и короналышмя конденсациями на РАТАН-600 был обнаружена новая компонента - так нарываемые гщщяшз иапочнат [36*, 37*, 38®, 35е ] Эти источники располагаются над нейтральной ллшюй фотосфэряого магнитного шля, имеют размеры 10-30 угл.сок, обладают аномально большим спектральным индексом и относительно стабильны ка протяжении нескольких суток. Яркостпые температуры таких источников достигают 1и7 К [22"].

Пекулярные источники возникают во вспыиечно-актившх областях групп пятен (Рис.8), не проявлял, однако, прямой связи о отдельными зсшжаш. Они свидетельствуют о том, что солнечные вспышки как ' взркзообразше процессы являяися чзстзш.м случаем общего процесса иетеплового знерговнделения в верхних слоях атмосферы Солнца и должны изучаться как частное проявление этого общего процесса, реализующегося на разных временных масштабах (от миллисекунд до многих суток).

Поскольку РАТАН-600 является преимущественно лпссшшым

Рис.8,Пример регистрации активной области ЛИ 3804 15 июля 1982г с пекулярным источником (с!) расположенным над нейтральной линией магнитного поля.

инструментом, программы исследований динамических солнечных. про-цоссов на нем обычно не ставятся (в России такие исследования ведутся на ССРТ [423. Однако, используя длительные ряды наблюдений Солнца на. РАТАН-600 оказалось возможным проанализировать также структуру ряда всплесков радиоизлучения Солнца, происходящих в моменты прохоздепия Солнца через диаграмму направленности, при этом использовались данные регулярных наблюдений на малых радиотелескопах радиоастрономической обсерватории в Тремсдорфе. Анализ этих данных позволили выявить и локализовать области избыточного излучения в активной области при всплесках типа медленный подаем и спад (GRF), рост излучения после всплеска (PBI), предвсплесковое и импульсивное всплесковое излучение U3*, 46*, 47*, 51*, 56*, 57*3. Эти работы выполнялись, в кооперации с группой немецких астрофизиков под руководством А. Крюгера.

3.СОЗДАНИЕ ПАНОРАМНОГО АНАЛИЗАТОРА СПЕКТРА (ПАС) да ИССЛЕДОВАНИЙ СОЛНЦА НА РАТАН-600

3.1 ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА МОДЕРНИЗАЦИИ РАТАН-600 ДЛЛ РАБОТЫ ПО ПРОГРАММАМ 22 ЩК1А СОЛНЕЧНОЙ

АКТИВНОСТИ

В конце 80-х годов ряд обсерваторий мира вел подготовку к наблюдениям по крупным мевдународным программам 22-го цикла солнечной активности. Чтобы обеспечить эффективное участие РАТАН-600 в этих программах оказалось необходимым провести модернизации наблюдательной базы. Опыт участия в международных программах Года Солнечного Максимума указывал на необходимость преодоления ряда ограничений присущие РАТАН-600. В связи с этим в 1988 г. нами были разработаны три основных проекта 121*), которые включали в себя:

1.Полное перекрытие частотного диапазона радиотелескопа (от 30 см до I см) с возможностью детального анализа (до ДГ»1 МГц) отдельного участка спектра.

2.Решение проблемы слеженил за отдельными образованиями на Солнце с целью анализа динамики структуры активных областей на промежутках Бремени в несколько часов ( ИКАР-&2 на облучателе Мо.З в режиме работа в антенной системе Южный сектот> с перископическим

отражателем) в сочетании со спектрально-поляризационным комплексом.

3.Создание радиогелиографа для построения двумерных карт радиоизобракения Солнца (с разрешением 10 угл.сек х 15 угл.сек в диапазоне 17 ГГц) работающим в нескольких, диапазонах волн одновременно и позволяющим анализировать яркие всплески с временным разрешением несколько млс.

Эта программа модернизации получила в 1989 г. финансовую поддерзкку от Президиума АН, и работы были начаты по всем трем проектам. В связи с известными экономическими трудностями в стране финансирование было прекращено, вследствие чего работы но полной реализации проекта были остановлены. Однако- нам удалось реализовать часть проекта по перекрытию частотного диапазона от I до 18 • ГГц с частотным разрешением Ь% и быстродействием 1-3 тс/канал.

3.2 АСТРОФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПАНОРАМНОМУ . АНАЛИЗАТОРУ СПЕКТРА ИНТЕНСИВНОСТИ И ПОЛЯРИЗАЦИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЦА

Основные, технические требования к аппаратуре вытекают из перечня актуальных астрофизических задач. Они включают в себя сегодня следующее:

поиск циклотронных линий 17) (проблема'поставлена В.В.Желез-няковым и Е.Я.Злотник в 1980г):

—?

-необходимое частотное разрешение - ЛГ / I = Уе/С =10 , -перекрытие по частотному диапазону 2-3 октавы в см и да диапазоне волн;

анализ спектров радиоизлучения различных локальных источников в активной области (проблема поиска источников генерации энергии, ее сохранения и высвобождения в АО)*.

-необходимое частотное разрешение - № / Г0= 3 - 5%,-перекрытие по частотному диапазону (3 - 18 ГГц),

-большой динамический диапазон принимаемых сигналов * 30 дб;

регистрация всплесков солнечного радиоизлучения (редкое событие при транзитных наблюдениях на прохождение, для регулярных наблюдений необходимо слежение в антенной системе Юззшй сектор +

перископ):

-большой динамический диапазон » 40 дб, -высокое временное разрешение = (3-Ю) млсек/канзл, -перекрытие по частотному диапазону (1-18 ГГц), -совмещение входных облучателей в едином фокуса;

регистрация. слабых объектов (корональных дыр, радиогрануляция, волокна, полости волокон,.протуберанцы, флоккулы, полярные факелы и др.):

-максимальная чувствительность по каналам интенсивности и поляризации ,

-перекрытие по частотному диапазону (1-30 ГГц),

изучение магнитосферы активных областой (измерение магнитных полей флоккул, магнитных полей в короне над пятнами, измерения по эффекту смены знака круговой поляризации в области квазипоперечшх магнитных полей и построение трехмерной картины АО): -частотное разрешение * 5%, -перекрытие по диапазону г (1-30 ГГц),

3.3 ОБЩАЯ СХЕМА' РАБОТЫ ПАС

На Рис.9 представлена общая схема ПАС для одного из диапазонов. Схема состоит из системы входных облучателей (I/, широкополосных трехиозиционных переключателей входных сигналов

(2), широкополосных СВЧ трактов (стеолов) на несколько диапазонов

(3), фильтровых микроволновых мультиплексоров (4) с детекторными секциями, низкочастотного аналогового выходного устройства (5) (8*3, цифровой многоканальной системы сбора информации и системы компьютерного управления параметрами ПАС (6), а тагоко персонального компьютера (?) с необходимой периферией.

В основе работы ПАС лежит использование совмещенных входных облучателей, имеющих минимально возможное (в идеале до одного) число фазовых центров для всех принимаемых частот. В зависимости от положения переключателя (2) каждый входной облучатель принимает либо правую круговую поляризацию (Е), шпо левую (1), либо неполяризованное излучение эталонной нагрузки эквивалента (Ь'Ь

В дальнейшем сигнал, пропорциональны!! разности интенеигнос^'Л каждой из круговых поляризаций и эквивалента, и опрвделонтг,

\ /п у " у \ / совмеишшшп! ' облучатель 1

•

v /Ь—' 4—о к—\ { ( ° модуляторы г

% микроволновые

* 1 усилительные

тракты

1 1-0 микроволновые фильтры

\г

многоканальное выходное

низкочастотное устройство

17

цифровая система сбора данных и управлений параметрами системы

57

-;

v"

компьютер типа 1бн рс ат

-И

Рис. 9,Блок-схема панорамного анализатора спектра

последовательности после усиления, фильтрации, детектирования, проходит в выходное низкочастотное устройство, предназначенное для усиления низкочастотной огибающей сигнала, его фильтрации за время интегрирования а < 1/2 Рщо^- В этом устройстве имеется такта схема выборки и хранения сигнала, обеспечивающая возможность многоканального .считывания сигнала с помощью быстродействующего коммутатора цифровой системы (6) сбора информации. Далее сигналы подвергаются преобразованию, в 10 разрядный цифровой код с помощью АЩ с быстродействием 25 микросек/преобразование. Конструктивно совместно с системой сбора реализована схема управления параметров ПАС от компьютера IBM PC АТ. Управление осуществляется 16-разрядным цифровым кодом и схемами цифроаналогового преобразования (ЦАП), расположенными в различных узлах ПАС для управления калибровками, усилением по низкой частоте, динамическим диапазоном по СВЧ, постоянной интегрирования и др.

Важной особенностью схемы ПАС является использование метода фазового кодирования входных сигналов, позволившего сократить вдвое число каналов в низкочастотном выходном устройстве (5). В таком устройстве обычно реализуются функции регулируемого низкочастотного усиления, узкополосной фильтрации шумов на частоте модуляции, синхронного детектирования, интегрирования за постоянную времени и согласование со схомой сборз дашшх. При необходимости регистрации двух параметров радиоизлучения (в случав солнечных наблюдений параметры Стокса I и V) обычно применяют две частоты модуляции сигналов по каждому параметру, что влечет использование для каждого частотного канала двух каналов низкочастотного выходного устройства. Применение метода фазового кодирования позволяет использовать лишь один канал низкочастотного выходного устройства для выполнения функций регулирования низкочастотного усиления и узкополосной фильтрации шумов, а остальшге дев функции (синхронного детектирования'и интегрирования с нужной постоянной времени) и дополнительную функцию (фазового декодирования) возложить на цифровую систему сбора дашшх на оаза персонального компьютера.

СИСТЕМА СОВМЕЩЕННЫХ ОБЛУЧАТЕЛЕЙ Но 1

1 1 ---V г*—""1 5 1 1 * 1 е 1 1 с

СИСТЕМА СОВМЕЩЕННЫХ ОБЛУЧАТЕЛЕЙ Но 2

Рис.10 Перекрытие частотного диапазона с попокь» панорамного анализатора спектра (частотные характеристики и изозрамения приемных трактоа схематические)

- 39 -

3.4 МНОГОВОЛНОВЫИ СОВМЕЩЕНИЙ ОБЛУЧАТЕЛЬ

Созданная система совмещенных входных облучателей является результатом многолетнего творческого содружества между CAO и Ленинградским далитехшпескпм институт (сейчас политехнический университет) (доцент В.II.Дикий) и очередным шагом в развитии идеологии, описашюй в работе [4*]. Такого типа совмещенные облучатели были реализованы сначала в дециметровом диапазоне на РАТАН-600, затем в связи с наблюдением солнечного затмения и на сантиметровях волнах [10*]. Реализована оригинальная конструкция [12*], состоящая из двух отдельных совмещенных облучателей, каждый из которых представляет собой систему из кольцевых излучателей, вложенных друг в друга. Частотный диапазон, перекрывавши каждым типом облучателя, показан на Рис.10. А на Рис.11 приведен чертеж одной из применяемых систем на два диапазона. В настоящее время достигнутый уровень совмещения - зто два фазовых центра, расположенных на расстоянии 55 мм от фокуса радиотелескопа дня всего перекрываемого с помощью ПАС диапазона от 3,5 ГГц до 18 ГГц и трех дополштельно подключенных диапазонов на волны 12 см, 20 см и 30 см. Возникающие из-за выноса из фокуса небольшие аберрации могут быть скорректированы расчетным способом.

3.5 СИСТЕМА СБОРА ИНФОРМАЦИИ НА БАЗЕ IBM PC AT

Основу цифровой части ПАС составляет персональный компьютер типа IBM PC AT-285, к которому подключен ряд дополнительных периферийных устройств. Два жестких диска емкостью по 42 Мбайт используются для кцсокоскоростяой записи данных и позволяют осуществлять непрерывную запись информации в реальном времени со скоростью 25 Кбайт/с. Для архивизации получешшх данных используется стриммер со сменными кассетами емкостью 60 Мбайт. Для сбора данных и управления параметрами аппаратуры ПАС разработана '.даогоканальноя аналого-цифровая система ввода-вывода данных. Устройство p9sw№oîio на одной плато, соответствующей стандарту для плат расширения IH IBM PC ХТ/АТ, и вставляется в стандартный слот расширения внутри корпуса компьютера. Питшше платы осуществляется от источников питания ПК.

Рис.Пример конструкции облучателя для двух диапазонов.

- 41 -

Основные технические характеристики устройства. (разрабсжаш С.В.Ващрж)

- 10-разрядиый АЦП со временем преобразования 25 мкс,

-- 64 аналоговых канала ввода данных в диапазоне (0-5) вольт, (8 восьмиканалышх коммутатора),

- 24 цифровые программируемые линии ввода-вывода,

- работа в режиме программных запросов или в рекиме прерываний.

Программное обеспечение системы сбора данных и управления параметрами ПАС разработано В.Е.АРрсиодил-Хстшвш (ГАО РАН).

Основные функции программного обеспечения следующие: -управление считыванием информации с многоканального выходного НЧ' устройства и быстродействующего аналого-цифрового преобразователя, -реализация записи многоканальной информации на магнитный носитель (жесткий диск),

-осуществление поканальной фазовой декодировки и представление текущей информации на дисплее,

-реализация оперативного изменения коэффициента усреднения цифровой регистрации (аналог постоянной времени), -оперативный анализ текущей информации и выработка команд управления параметрами ПАС (коэффициентом усиления по НЧ, динамическим диапазоном по СВЧ, изменением постоянной времени, включением и выключением калибровок по правому и левому поляризационным каналам),

-реализация тестовых операций готовности аппаратуры, -различные сервисные программы.

3.6 СИСТЕМА ОБРАБОТКИ НАБЛЮДЕНИЙ СОЛНЦА, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ПАС РАТАН-600 (рщаНстш; С.В.Цветов ГАО РАН)

Комплекс программного обеспечения PIRAT реализован в программно-аппаратной среде, совместимой с IBM PC компьютерами.

Основными функциями его являются: создание на основе первичных наблюдательных данных рабочего Архива данных радиоастрономических наблюдений,

-отобратше кривых интенсивности (параметр Стокса I) и круговой поляризации (параметр Стокса V), или их фрагментов, в произвольных сочетаниях и масштабах на EGA (640x350) и VGA(640x480)-совместимых

Г*<Ю, _ WfjN-fraO Sun

O-I Нач т<

1 5cwf6-2al S3 TaCH) ,

93O0 ЭООС 8SOO 8 COO 73 GO 7000

/ Ч л ,./\ \

4.1SCH(6-2»15)

-875

-75©

-6 25

-Э73

-2SO

I '

M

■3 I

65O0 6 ООО

\ -'"I

125

53 CO

♦ -JL2S

seoo

_1-1_L.

-25©

e -0.2 O.G 0.2 0.4 О.б 0-e 1.0 W

xe=a.502CR F=2.4B2 sfu Tk=3.Olle*005 К »=43.¿7 aro.seo 3 клипе used

Рис.12 Пример работы программы обработки наблюдений на ПАС. Проведен гаусс-анализ регистрации интенсивности (верхняя кривая) и поляризации (нижняя квивая).

- 13 -

мониторах в 16-цвэтиом режиме.

-исправление различных нефаталышх дефектов записи, например, выбросов локаторов или помех,

-коррекцию привязки оси времени и центровка звписи по ее производной на коротковолювом 1фаю ПАС, где влияние активности Солнца достаточно мало,

-оценку ряда параметров Ж радиоизлучения АО Солнца, таких как одномерная координата, величина потока радиоизлучения, антенная и яркостная температуры, размер источника, с использованием в интерактивном режиме метода гаусс-анализа для разделения радиоизлучения АО но компоненты, ■ соответствующие отдельным ЛИ радиоизлучения (см. Рис.12),

-получение многоцветной твердой копии в произвольном масштабе на всех основных этапах работы системы на НР-соЕместимых плоттерах.

Перечень частотных каналов ПАС и соответствуйте пространственное разрешение в режиме наблюдений на Южном секторе совместно с перископическим отражателем приведены в Табл.о. Перекрытие частотного диапазона радиотелескопа схематически приведено на Рис.10.

ВРЕМЕННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ.................1-3 мяс/напал

ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН................> 20дб(без управления по СВЧ)

3.7 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПАС

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ НАБЛЮДЕНИЙ,

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПО V

РАЗВЯЗКА(между каналами)... ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПО ПОТОКУ.

> 50дб( с управлением по СВЧ)

> 17дб

,.0.1 Ж от уровня спокойного Солнца (для полосы 200МГц и пост.времени 1с) (0.5-2)% (для степени круговой поляризации) обычно один скал /день (для специальных программ 4 часа в день с 15 мин интервалом)

Табл.З ПЕРЕЧЕНЬ КАНАЛОВ ПАНОРАМНОГО АНАЛИЗАТОРА СПЕКТРА

ЧАСТОТА ДЛИНА ВСШШ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ

ГГц СМ Е-№(агсзес) Ы-Б(агст1п)

1.00 30.0 270.0 187

1.50 20.0 • 180.0 125

2.50 12.0 108.0 75

3.65 8.21 75.0 52

3.85 7.79 . 70.0 48

4.14 7.24 65.0 45

4.37 6.86 61.0 42

4.62 6.49 58.0 40

4.92 6.10 55.0 38

5.И ■ 5.83 52.5 36

5.37 5.58 . 50.0 34

5.68 5.26 47.5 33

6.00 5.00 45.0 31

6.34 4.73 42.6 30

■ 6.52 4.60 42.0 29

6.87 4.36 40.0 27

7.23 4.15 37.0 26

7.45 4.02 36.0 25

7.77 3.86 34.0 24

8.20 3.65 33.0 23

8.70 3.45 31.0 21

9.30 3.22 29.0 20

9.70 3.10 28.0 19

10.20 2.94 26.5 18

10.70 2.80 ?5.0 17

11.20 2.68 24.0 17

11.70 2.56 ■23.0 16

12.30 2.40 21.6 15

12.90 2.30 20.7 14

13.55 2.20 20.0 14

14.25 2.10 19.0 12

15.00 2.00 18.0 12

15.80 1.90 17.1 12

16.60 1.80 16.2 11

17.50 1.71 15.4 10

- 45 -

4. ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА С ПОМОЩЬЮ ПАС РАТАН-бОО

4.1 ПРИМЕРЫ НАБЛЮДЕНИЯ ГОШОТ СТРУКТУРЫ СПЕКТРА В РАДИОИЗЛУЧЕНИИ ЛОКАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Наблюдения на Панорамном анализаторе спектра начались на Южном секторе РАТАН-600 во второй половине декабря 1991 г. и с тех пор проводятся регулярно. Накоплен значительный наблюдательный материал. За этот период РАТАН-600 принимал участке в 5 мевду-народных наблюдательных программах (ИАХ'91, STEP., PIARES 22) с' участием инструментов VIA, OWRO (CHIA), японского спутано Y0HK0H и многих других обсерваторий мира. Часть наблюдательного материала обрабатывается, сопоставляется с данными других инструментов и явятся основой будущего цикла работ совместно с учеными Тафтского университета (США) K.R.Lang и B.F.Willson по изучению магнитосфер активных областей (29*3.

Сейчас мы иллюстрируем пример измерения магнитных полей пятен (в короне), используя наблюдения, выполненные на РАТАН-600 с панорамным анализатором спектра. На Рис.13 показаны наблюдения на 8 волнах в диапазоне волн от 1.8 см до 3.2 см, сделанные 10 января 1992 г. На поляризационных сканах можно идентифицировать до 14 источников, связанных с пятнами. Лишь один из них (g) регистрируется на волне 1.8 см, при этом его корональное поле превышает 1800 гаусс. Для остальных источников поляризованное излучение начинается на более длинных волнах в наблюдаемом диапазоне волн. Знак поляризации, как и ожидается, соответствует избытку необыкновенной волны. Обычно практически все видимые на диске Солнца пятна регистрируются на спектральных поляризационных кривых. Измерения магнитных полей пятен, связанных с локальными источниками, приведены в Табл.4. В ней в первом столбце обозначения ЛИ, во-втором— номер группы пятен согласно бюллетеню "Солнечные Данные". Далее В01И и Врад - измерения магнитных полей в оптике и радио, яКрИТ - предельная длина волны, на которой начинается циклотронное излучение, 7 - отношение величин радио и оптических магнитных полей (средняя величина 7=0.78).

гл

>«(с) (с/К

от

"Л

Я

Н 517

«» с яА^и// /

н'я I пт -V ; ' к ' нЧт '

£ЧП »¿¡о 1$аг

-ел -о.з м-

ЗеЪгЯагШ

Рис ДРадиосквыы Солнца (параметр Стокса V), сделанные с ножевой диаграммой радиотелескопа РА'ГАН-600 10' января 19Э2г. Вверху приведена оптическая карта с нанесенными значениями фотосферкых магнитных полей. Практически каждое пятно имеет соотвотсвующий локальный источник. Магнитные поля в ращюдиапазоне определяются по началу появления излучения в частотном спектре.

4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА НЕОДНОКРАТНОЙ СМЕНЫ ЗНАКА КРУГОВОЙ

пожриз/да радиоизлучения локальных источнжов

Явление смет знака поляризации обычно обусловлено распространением электромапштной еолны в квазшгоперечном магштном пола в солнечной короне, где знак продольной компоненты магнитного поля меняется на противоположный. Оно давно привлекает внимание исследователей 12, 28, 303 и имеет хорошо разработанную теорию [24, 25, 34], согласно которой степень круговой поляризации (первоначально принимаемая равной Р = -1) преобразуется в ОТ - области (см. Железняков [24]) согласно следующему выражению:

Р= 1-2 ехр <~250),

где 60 = Ю-25 N В3 Ь А4 .

Из приведенных формул видна сильная зависимость эффекта от длины волны и величины магнитного поля (поскольку существует экспоненциональная зависимость Р от б^. До сих пор, однако, наблюдения обнаруживали лишь однократную смену знака кругов'й поляризации в микроволновом диапазоне [2). Новые наблюдения активных областей, выполненные на РАТАН-600 на панорамном анализаторе спектра с разрешением Ь%, часто обнаруживают неоднократную смену знака круговой поляризации по диапазону (Рис. 14-1, 14-2, 14-3, 14-4), Локальный источник связанный с биполярной группой солнечных пятен Но.145 СД, 1992, как отмечалось в (42 3 для биполярных сируктур, показывает инверсию круговой поляризации вблизи времени прохождения АО центрального солнечного меридиана (9.05.1992г.). Благодаря высокому угловому и спектральному разрешению удалось зарегистрировать одновременно как неоднократную смену поляризации ядра ЛИ над головным пятном группы (в диапазоне от 3.65 см до 4.73 см), так и инверсию поляризации ядра ЛИ над хвостовым пятном (3.65 см - 3.85 см). Инверсия поляризации биполярной группы пятен объясняется (на это указывают модельные расчеты Б.И.Рябова) пересечением распространения излучения ОТ -области в короне формируемой магнитными полями солнечных пятен Особенностью анализируемого материала является неоднократная смена

18000

1БОСО

«4000

«ссо

Е

-¡.о -о.е -о.в -о.г о.о о.г о.л о.в о.в 1.0

$о)вг Ваз!1 ы

Рио.14-1 Пример регистрации сквна Солнца 9 мая 1992 г. на ГАТАН-вОО на ряде волн в диапазона (от 2.56 см до 4. 36 см) з каналах интенсивности.

Стокса V.

1(К) .х ЛАТЛМ-6СО 5ип 09н»у1даг Лг05

4ССОО

32000

24000

15000

асоо

40000

згооо*

24С00

>6000

оооо

ч.г -I

о -о.б -о.б -о.« -о.г о..о о.г о.4 о.6 о.е 1.0 1.г

5о1аг Й»4И X

Рис. 14-3 Записи Солнца в каналах интенсивности для волн от 4.6 см до 30 см.

£

Рис.14-4 Записи Солнца в каналах круговой поляризации (параметр Стокса V } для длин волн от 4.73 до 7.8 см.

поляризации излучения одного из ядер ЛИ на близких волнах. Это говорит о том, что поперечные магнитные поля со средней напряженностью =10 ГС неоднократно встречаются в короне на пути распространения излучения.

Из модельных расчетов 128*1 также следует, что эффект второй и последующи смен знака поляризации часто связан с влиянием поперечных полей в короне определяемых межэкваториалышми магнитными арками, соединяющими области крупномасштабных флоккулышх полей, расположенных, в разных полушариях Солнца. Просмотр ряда записей показал, что явление неоднократной смены знака поляризации наблюдается достаточно часто: из обработанных 15 дней наблюдений отмечено три таких случая, и,как показывают модельные расчеты, они несут информацию о величинах магнитных полей на нескольких уровнях солнечной атмосферы. Из модельного анализа также следует, что наблюдения эффекта инверсии поляризации могут быть использованы для исследования магнитной структуры в окрестности особых точек -нейтральных токовых слоев в активной области [33].

4.3 АНАЛИЗ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПЯТЕН В КОРОНЕ

Ранее в работе (34] нами было показано, что существует хорошая корреляция радио с оптическими (фотосферными) магнитными полями, при етом магнитные поля, измеренные по радионаблвдениям, слабее оптических на 20 %. ■

Как показал опыт дальнейших наблюдений [32, 33, 373. '1'=нгай/нор1 = °'8 Х0Р°Ш0 подтверждается во многих случаях, особенно для четко изолированных пятен, в которых предполагается характерная для униполярного пятна структура поля и солнечной атмосферы. Напротив, в случаях, связанных с появлением нового магнитного штока в группе пятен или при наличии в активной области "пекулярного источника", что, возможно,' связано с перестройкой магнитосферы, наблюдаются отклонения величины Нга(1/Н0р1; как в сторону больших [17], так и : меньших значений (181, и получены указания на то, что этот критерий может служить важным индикатором последующего развития данной активной области.

Уже горвие наблюдения на ПАС показали наличие тонких спектральных неоднородностей в радиоизлучении отдельных солнечных

образований. Возможно, что станут доступны подробным исследованиям с высоким пространственным разрешением также структур, отмеченные, ранее группой М.М. Кобрина по наблюдениям с низким пространственным разрешением [21.1. Отмечаются также детали, требующие более высокого (чем 5%) частотного разрешения. Значительно повышена точность ранее разработанных методов измерения магнитных полей в локальных источниках активной области по их спектрально-поляризационным характеристикам. Уже сейчас можно отметить, что наблюдения на РАТАН-600 с новым аппаратурным комплексом открывают широкие возможности для детальных исследований и построения трехмерной структуры магнитосфер активных областей, поскольку становятся доступными спектральным измерениям многие детали активной области и накоплен значительный опыт их исследований. К шел относятся : флоккулы 130*1, волокна, полости волокон [391, протуберанец [31*], корональные дыры С5], ядерная компонента локальных источников [34*], гало активной области [21], "пекулярные" источники [37*], области с поперечным магнитным шлем (ОТ-области) 121, полярные факелы [54-*], петли и аркада петель [36*].

Результаты, представленные выше, показывают, что ноые спектральные методы (НАС), используемые для солнечных наблюдений на радиотелескопе РАТАН-600, реально позволяют достичь высокой точности в измерениях магнитных шлей пятен. Полученные по радионаблюдениям магнитные поля являются новой характеристикой солнечных пятен и измеряемые в этом случае напряженности поля относятся к области перехода мевду короной и хромосферой, причем измеренные величины в этой области представляют максимальное значение магнитного поля. Отношение значений поля полученным радио и оптическим методами является параметром, содержащим информацию о распределении магнитного поля и температуры в солнечной атмосфере над пятном. Анализ таких измерений монет дать дополнительную информацию токке о потоке энергии в магнитных трубках пятен. Необходимы дальнейшие наблюдения с использованием этого метода, особенно с одновременными оптическими измерениями на различных уровнях фотосферы и хромосферы.

Наибольший интерес, однако, имеют измерения магнитных полей в активных областях с использованием одновременно всеми тремя

методами источников тормозного механизма, циклотронного излучения и по распространений радиоизлучения в QT-областях в комбинации с высоким пространственным разрешением и картографированием с помощью таких инструментов, как VIA. Также представляется реальная возможность исследования детальной структуры магнитосферы активной области, особенно, если они сочетаются также с наблюдениями в ультрафиолете и в рентгене. Такие наблюдения возможны в рамках международных кооперативных программ.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ТОНКИХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ НООПЕРАТ15ВНЫХ НАБЛЮДЕНИЯ СОЛНЦА НА РАТАН-600 И БОЛЬШИХ АНТЕННАХ АПЕРТУРНОГО СИНТЕЗА VIA, WSRT

5.1 РАТАН-600, VLA, WSRT КАК ВЗАИМНО ДОПОЛНЯВШИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СОЛНЦА.

Изучение радиоизлучения Солнца в широком (перекрывающем несколько октав) диапазоне длин волн представляет собой большую ценность для диагностики солнечной плазмы для всех типов ее активности.

Для адекватного описания физических процессов на Солнце необходимо сочетание многих параметров приемной системы:

- высокого пространственного разрешения,

- хорошего заполнения UV-плоскости пространственных частот,

- полного перекрытия частотного диапазона и спектрального анализа с разными уровнями разрешения,

- временного анализа с различным разрешением от 1 -3 млс до нескольких секувд,

- полного анализа поляризации с еысокой чувствительностью к слабо поляризованным сигналам.

В реальных: наблюдениях существует много ограничений для сочетания всех перечисленных вышэ параметров в одном инструменте.

Радиотелескоп РАТАН-600 способен обеспечить решение следующих из нижеперечисленных проблем:

- хорошее перекрытие широкого диапазона длин волн (от 0.8 см до ЗП ом),

- хорошая точность поляризационных измерений для параметра Стокса

V (до 0.5 % и выше), •

- большой динамический диаггазон (более 20 дб),

- херовее перекрытие (JY-шюскости (в режиме солнечных наблюдений на Кьшом секторе с перископом апертура радиотелескопа представляет собой зеркало с размерами 200 м х 5,5 м),

- высокая чувствительность по потоку ( лучше чем 0.01 % от уровня спокойного Солнца), что очень важно для изучения слабых активных объектов.

В то не время инструменту присущ и существенные ограничения:

- низкое временное разрешение ( обычно наблюдения раз в день в местный полдень, иногда возможны наблюдения в течение 4 часов с' интервалом до 8-15 минут),

-отсутствие двумерного картографирования,

-низкое пространственное разрешение на дециметровых волнах.

Нага [15] предложен для реализации ряд проектов, которые могли бы в значительной степени устранить эти ограничения.

Однако, наиболее эффективный путь в настоящее время-это проведение кооперативных наблюдений с помощью различных инструментов" одних, и тех ке активных областей (и сопоставление затем их результатов). Такая кооперация с крупнейшим телескопом VIA (очень большая антенная решетка) была начата в 1982 г. как развитие исследований по международной программе ГСМ (Года Солнечного Максимума).

В этих наблюдениях были использованы основные достоинства VLA: высокое пространственное разрешение (1-10 угловых секунд), двумерное картографирование и возможность слежения за объектом, а его недостатки, такие как: отсутствие сплошного спектрального перекрытия, нечувствительность к протяженным источникам, низкая чувствительность по поляризации - были компенсированы данными, полученным! на РАТАН-600.

5.2 РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ ПО ПРОГРАММЕ "ИШЬ 1982я

Целью наблюдений было изучение структуры активных областей на Солнце. Были проведены совместные наблюдения активной области АН 3084 в течение нескольких дней в середине июля 1982г. На РАТАН-600 наблюдения проводились на волнах 2,0 см, 2.3 сч, 2.7 см,

3.2 см, 4.0 см, 13.0 см, 21.0 см и 30.0 см с разрешением 18" х 12.5' ДЛЯ волны 2.0 см. В течете дня проводились неоднократные наблюдения в пяти различных азимутах. ЧЫ работал в диапазоне 20 см с разрешением до 1". Для спокойных образований были синтезированы карты полной интенсивности круговой поляризации V, а для переменных событий типа всплесков использовались короткие временные интервалы по 10 секунд. Результаты, опубликованные в работах [36*, 37*, 38*1, можно сформулировать следующим'образом:

I) Излучение на волнах в дапазоне 2 - 4 см состоят из узких (40") , (ГЬ - 0.2 до 6 х 10® К) ядерных источников, которые окружены слабым (ТЬ =. 104 до 10б К) протяженным гало (200й).

II) Ядерные источники располагаются над пятнами и интерпретируются в рамках циклотронного излучения тепловых электронов.

III) Ядра отдельных локальных источников, как показывает ТЬ&, соединены корональнымя петля®.

IV) Обнаружены два источника ядерной компоненты, связанные по положению с волокном, лежащим над нейтральной линией фзтосфаряого магнитного поля.

v) Одан из 'источников Б [37*] шел шеокую прхостную температуру (7x1О6 К) на волне 4 см и резкий рост потока с данной волны (сы. Рис.8.). Для объяснения излучения текого рода источников, по-видимому, необходимо привлечение негешовых механизмов.

П) Наблюдения в дм. диапазоне показали, что ратановекке наблэдашш обнаруживают шрокио' протяаенше источники над отдельной активной область». Такие протяженные объекты не могут обнаруживаться на УМ, хотя в них заключена значительная часть потока радиоизлучения. С другой стороны, УЬА карты регистрируют наличие узких ярких источников в диапазоне 20 см, поток от которых однако составляет липь 2% от общего потока, регистрируемого на РАТАН-600 от данной АО.

5.3 РЕЗУЛЬТАТЫ НДБЛЩЕШСТ ПО ПРОГРАММЕ "ИШЬ 1990" 141*].

Совместные наблюдения проводились 21 и 22 иная 1990г. и был? приурочены к наблюдению полного солнечного затыения. Синтезированные карты активной области АН61Ы были получены на УЪА на

гг \iiiij. 1950

20» «"»

....."-•

гг -••А. лГ %-У'

„3&........ ... .'■'.-■■' 4 А«?»-"' .-...■ ..... «.ос 0 ..... ° " й .--г.''

I

Ч (

Рис.15.Слева - сканы активной области ЯЛ6162, сделанные на РАТЛН-600 на 6 волнах 22 июля 1990 г. и сопоставленные с изображениями в линии Н^ (данные ГАС ГАО). Справа - синтезированные карты УМ на 4-х волнах. Хорошо видно изменение структуры ЛИ над тенью пятен от компактных ядер (на волне 2.0 см) до протяженных образований (на волне 20.4 см), причем центр тяжести радиоизображения смещается с ростом длины волны в межпчтенную область. По данным РАТАН-600 межпятенное излучение регистрируется на более коротких волнах (от 2.3 см).

волнах 2.0 см, 3.5 см, 6.2 см и 20 см. На радиотелескопе РАТАН-600 регистрация велась на девяти длинах волн в диапазоне 1,7см-21см.

В результате совместных исследований удалось построить пространственную картину активной области, состоящую из кощактного ведущего пятна и хвостовой группы пятен, над которыми находятся яркие локальные источники, спектры которых объясняются магнитотормозным механизмом излучения. Между ними находится корональная конденсация с оптически тонким излучением тепловых электронов. По данным РАТАН-600 были построены спектры локальных источников и корональной конденсации, а по данным УЬА была построена арочная структура корональных петель, соединяющая головное и хвостовые пятна (см. Рис.15).

На сантиметровых волнах четко локализован яркий источник вблизи ведущего пятна. Модельные расчеты, выполненные Вильсоном [41*3, показали, что излучение этого источника может быть объяснено либо присутствием непотенциальных полей в короне, либо существованием больших магнитных градиентов, либо наличием узких трубок горячей плазмы, восходящих до уровней переходной области и короны.

5.4 РЕЗУЛЬТАТЫ СОПОСТАВЛЕНИЯ НАБЛЮДЕНИЯ АКТИВНЫХ ОЕНАСТЕЙ СОЛНЦА В МАЕ 1980 г. НА '«ЗЕТ И НА РАТАН-бОО.

В ходе проведения международной программы Года Солнечного Максимума- в период 1979-1982 гг. 'возникла дискуссия о прост-ранстЕенаом местоположении локальных источников и ядер пятен. Наблюдениями на «УБИТ Кунду и Алиссандраклса [40 ] показали, что на волнах 6 см локальные источники не совпадают по положению с пятнами на фотосфере, тогда как наблюдения в сантиметровом диапазоне на РАТАН-600 обнаруживали четкое совпадение ЛИ и пятен. В связи с этим были проведены сопоставления совместных наблюдательных данных за период 22-27 мая 1980 г. На У.ЗЙТ наблюдения проводились на волне 6.16 см ежедневно в течение 12 часов для синтезирования радиокарт активных областей НИ 16862, 16863 и 16864 е полной интенсивности я круговой поляризации с разрешением 3.6"-4.2" к горизонтальном направлении и с разрешением 10.0"-12.2" в вертикальном. На РАТАН-600 наблюдения выполнялись в

(агс. ггнп.)

Рис.16.Сопоставление наблюдений на РАТАН-600 и ¥?ЗИ? активных областей 1Ш 16862-16864 в мае 1980 г, по программе ГСМ Локальные источншш по данным РАТАН-600 совпадают с тенями пятен, тогда как по данным \VSRT максимум локальных источников находится над волокнами.

Spectra of Radio Flux F of Locol Sources

' A

Locol Source 0 obova Iho NL

2.0 2.7 4.0 6.0 X(crn)

23

24 28

. ..............

---------as

Sunsp'G'f Asioc/afed Local Sowce E

Each curve is lobstedwiihonumbef giving ilic dry of if* month May 1930

20 2.7 4.0 6.0 Hem)

2.0 2.7 40

T&TTfcm)

Pec.17. Сшктры локальных источников Л, А', В8 В', С, С', (см. Рис.IS), сделанных по соемэстным наблюдениям PATAK-G0Q И WSRÏ.

стандартном режиме на ¡Окном секторе с перископом на волнах 2.0 см, 2.3 см, 2,7 см, 3.2 см, 4.0 см с разрешениями (в направлениях Е-?/ и Я-Б) 17" X 13', 19" х 16', 23" х 18', 27" х 2Г и 34" х Несоответственно. сопоставление наблюдательных данных (см. Рис.16) выявило следующее:

Радиоизображения локальных источников (А), (В) и (С), полученных на РАТАН-600, хорошо совпадают по положению с тенями пятен, однако заметно уширение источника (С), возрастающее с длиной волны. Это уширение связано с вкладом локальных источников (В') и (С), совпадающих по положению с нейтральной линией магнитного поля. Это еще один случай, демонстрирующий излучение ток называемого "пекулярного" источника, стабильно существовавшего в течение всего периода наблюдений (5 дней). Для сопоставления данных было проведено стрип-шпегрированяе диаграммой РАТАН-600 двумерных изображений те КГ на волне 6 см. По результатам совместных наблюдений были построены спектры всех локальных источников ( в том числе и пекулярных , см. Рис. 17], которые хорошо дополняют друг друга. В совместной работе [37] делается вывод о необходимости привлечения нетепловых механизмов для объяснения таких солнечных объектов.

6. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЦА НА

РАТАН-600.

6.1.ВОЗМОЖНОЕ РАЗВИТИЕ АНТЕННЫХ РЕЖИМОВ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

СОЛНЦА

Опыт исследований Солнца на РАТАН-600 с помощью разработанных аппаратурных комплексов ССПК - ИКАР-32 и Панорамном анализаторе спектра показывает, что они являются мощными средствами для решения ряда актуальных задач физики Солнца. Однако, обладая несомненными преимуществами в спектральном анализе и поляризационных измерешгях, возможностями проведения длительных серий наблюдений Солнца, РАТАН-600 имеет ряд существенных недостатков, к которым, прежде всего, следует отнести отсутствие двумерного картографирования.

Речь идет о возможности построения двумерных изображений

Солнца в широком диапазоне волн с использованием облучателя типа Конус. В работе [15*] нами предложен проект создания радиогелиографа на базе РАГАН-600. Система АЛЛ, благодаря расчлененной поверхности, .предоставляет широкие возможности в конструировании различных реаашов для получения радиоизобракений. Ряд таких режимов был описан еще в известном выпуске " Известий ГАО " N 188 в 1972 г. (проект РАТАН-600). Предложенные в [15*] режимы основаны на антенной системе радиотелескопа в- зенитном рекиме с использованием 2/3 апертуры основного отражателя антенны с размером 600 х 400 м и Облучателем типа Конус. Расчетное разрешение, например, для волны' 2 см,составит 8" х 12". При этом возможны два основных режима построения радиоизображений: синфазный pesoiM (А) и а синфазный решил (Б).

Режим А : Используются зонированные установки, которые обеспечивают в узкой частотной полосе синфазный сбор сигнала и формирование главного лепестка диаграммы направленности антенны. Построение карт избранных активных областей Солнца достигается растровым сканированием соответствующих участков его поверхности с последующей математической чисткой изображения с целью уменьшения влияния больших Соковых лепестков на радиокарту Солнца. Сканирование осуществляется сочетанием суточного движения и последовательных перестановок отражающих элементов главного отражателя. Общее время построения карты порядка 1 часа. Многоволновость обеспечивается параллельными наблюдениями на нескольких кратных частотах (например, на волнах 12 см, б см, 4 см, 3 см и 2 см). При этом требование на зонирование установки антенны на наибольшей длина волны (12 см) автоматически обеспечивает синфазность и па перечисленных более коротких волнах.

Достоинства: высокая чувствительность метода по плотности штока радиоизлучения, позволяющая изучать как саше слабые объекты (радйогр'ануляцшэ), так и структуру ярких объектов не Солнце.

Недостатка: большое время синтеза около 1 часа, чтс малопригодно для изучения Оыстролеременных объектов. На рис. показана расчетная диаграмма направленности радиотелескопа дл? режима А.

Режим Б., Используются асинфазные установки отражающие

элементов, при это;,! главный лоне сток диаграммы разбивается на несколько десятков (около 100) лепестков о сильной зависимостью их формы и расположения от частоты. Наблюдения проводятся на многоканальном спектрографе (несколько сот каналов). Совместный анализ записей на всех каналах позволит синтезировать (восстановить) изобретение всего Солнца. При этом используется предположение о независимости распределения яркости от частоты в пределах достаточно узкой полосы анализа (около 5% от центральной либо смешением частоты, либо изменением положения отражающих олемснтов). Достоинства:

1. Возмоаагасть построения карты всего диска Солнца за одно прохождение в течение 5 гашу т.

2. Возможность мгновенной локации сильных радиоисточников на всем диске Солнца.

3. Возможность легального картографирования отдельной активной области за короткое время наблюдений (несколько секунд).

4. Отсутствие принципиальных ограничений на получение спектральной двумерной информации.

5. Возможность длительных (в течение нескольких часов) наблюдений.

Следует отметить, что реализация этого метода, особенно, пл.4 и 5, в значительной степени определяется мощностью применяемой ЭВМ и системой сбора информации.

На рис.18 показаны примеры расчетных диаграмм радиотелескопа для работы в этом розкиме.

Примерные параметры радоогелиографа РАТАН-бОО Диапазон 4 cm (8cm)

Число каналов 400-500

Угловое разрешение (HPBW)

Е - ТС 16(32) /агсзес/

N - S .24(48) /агсзес/

Временное разрешение( в зависимости от яркости размеров картографируемой области) so нескольким минут

Возможны реализация и совмещение обеих режимов (режим АБ),

- 64 -

мошеиосши ог тип ¡итлн-боо

^соарчтБо тсшм.ртгах л

е°гЛ-'"л ш

(•} мд<1> <к>> Тйо »СГиИ ОГ 1Ьв

("Ю11п"-«^и<Л®|1 «Щцпии) а(11ГС оГ кии)

(с) Л1>пр|1«»д по<1> <»»111 - !>•«» ЙИЦГШи» раНагп)

РисД8 Диаграмма направленности РАТАН-600 в релгимв радиогелиографа в синфазном режиме (а) и асинфазном режиме со смещенном частоты от синфазной на 40 мГц (Ъ). Расчетная много-лошстковая диаграмма в осшфазном режиме приведена на Рис.(с). Внизу показана схематически работа радиотелескопа в качестве радиогелиографа (работают Северный Восточный и Западный сектора). На Южном секторе с Перископом одновременно можно проводить наблюдения на Панорамном Анализаторе Спектра.

когда для небольшого числа каналов спектрографа осуществляется синфазная (зонированная) установка, а для остальных реализуется работа в а синфазном режиме Б. Существенна также возможность параллельных наблюдений радиогелиографа и ПАС на Южном секторе с перископом.

Интересное и весьма перспективное решение о совмещении патрульных картографических наблюдений Солнца с помощью системы малых зеркал и радиотелескопа РАТАН-600 можно реализовать, приманив идол синтеза радиоизображения. Такая система может состоять из головной антенны и ряда рассредоточенных малых зеркал (стадо). Расположение и количество малых зеркал выбирается исходя из чувствительности, необходимой для регистрации всплескових событий. В случае, когда к антенной системе подключается зеркало РАТАН-600 (например в ре гаме Южный сектор с перископом при наблюдениях в меридиане или в нескольких азимутах) с большой собирающей поверхностью,чувствительность системы резко возрастает, что будет достаточным для детальной оценки состояния активной области. Такая система позволит совместить с минимальными затратами сочетание слежения двумерного картографирования всего диска Солнца л высокую чувствительность системы. Данный решил удобен отчасти и тем, что он легко совмещается с другими несолнечними программами, ведущимися на радиотелескопе РАТАН-600.

6.2 ПОВЫШЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО И ВРЕМЕННОГО РАЗРГЫЕНИЯ В НАБЛЮДЕНИЯХ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА

Для решения ряда спектральных задач (таких как поиск циклотронных лимй (Т1, возможное обнаружение рекомбшациошшх линий (41), изучение узких спектральных деталей, на существование которых указано в [221, подробное изучение магнитосферы активной области с использованием эффекта неоднократных смен знака поляризации в ОТ-области и поиск в связи с этим особых точек -индикаторов нейтральных токоеых слоев [34] и т.д.) необходимо продолжать развивать в солнечных исследованиях на РАТАН-600 спектральное направление как с целью повышения частотного разрешения, так и для увеличения перекрытия диапазона. Бозможюсть радиотелк/:». " чтении времени наблюдения за объектом и

реализации режима слежения далеко не исчерпаны, их реализация может предоставить исследователям возможность проводить одновременно как анализ спектра, так и временных изменений огдедышх солнечных образований. Ваншость таких исследований для физики Солнца и солнечно-земных связей трудно переоценить.

Т. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Созданные аппаратурные комплексы ССПК и Панорамный анализатор спектра на РАТАН-600, большое количество наблюдений и работ, выполненных с помощью этих комплексов,' разработанные и реализованные методы измерения магнитных шлей в солнечной короне и диагностика других параметров солнечной плазмы, подробные исследования структуры активных областей на Солнце - все это позволяет сделать заключение о высокой эффективности спектрально-поляризационных наблюдений на РАТАН-600. Вместе с тем накопленный опыт открывает перспективы и для будущих исследований Солнца с уке существующим комплексом панорамной аппаратуры, и определяет возможные пути значительного увеличения технических возможностей в будущем.

8.ЛИТЕРАТУРА

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1*.Богод В.М., Корольков Д.В., Радиометры сантиметрового диапазона па полупроводниковых элементах, Изв. ВУЗ'ов, Радиофизика, 16, No.5, 691-694, 1973.

2*.Вогод В.М., Болдырев С.И., Платова И.А., Корольков Д.В., Ромашов В.В., Комплекс радиополяриметров сантиметрового диапазона для радиотелескопа РАТАН-600, Солнечные данные, 11, 93-100, 1976.

3*. Богод В.М., Гельфрейх Г.В., Радиомагнитограф, Описание изобретения к авторскому свидетельству N 428332, 1,1974.

4*.богод В.М., Дикий В.Н., Корольков Д.В., Сорель В.Е., Многоволновой облучатель на резонаторах бегущей волны с единым фазовым центром для применения в радиоастрономии, Астрофиз.' исслед. (Изв CAO), 17, 124-130, 1983.

- 67 -

5* . Вогод В.M., Гельфройх Г.В., Петров З.Е., Автоматизированный солнечный спектрально-поляризационный комплекс ИКАР-16 на радиотелескопе РАТАН-600; Астрофиз. исслед. (Изв CAO), 20, 102-116, 1985.

6*.Есепкина H.A., Вогод В.М., Кочэргина U.C., Новицкий А.И., Прусс-Жуковский C.B., Шшпкин А.И., Жуков A.A., Акустооптический спектрорадиополяриметр; Препринт ЛФ CAO АН СССР, 43Л, 1-18, 1987.

7*.Богод В.М., Бутенко А.Д., Комаров В.В., Новое поколение радиополяриметров сантиметрового диапазона для исследования радиоизлучения Солнца, Астрофиз. исслед. (Изв CAO), 26, 116-120, 1988.

8*.Богод В.М., Номар Н.П., Применеотэ схемы линейного штегратора со сбросом в быстродействующих многоканальных анализаторах спектра, Препринт 85, ОАО РАН, Нижний Архыз, с.1-14, 1992.

9*.Bogod V.M., Vatrusliin S.Ii., Abramov-Maxlmov V.E., Tsvetlcov S.Y., Dlklj V.N.. Tlie Panoramic Analyser of a Radio Spectra аз an Instrument for Measurements oí Coronal and Chromospherlo Magnetic Plelds on the Sun. Proceedings of IAU Colloqulm, No.141, p.79. ,1992.

Ю*.Богод В.M., Дикий В.H., Комаров .В.В., Петров 3-Е. Радиометрический многоволновый комплекс для наблюдений солнечных затмений. 21-я Всесоюзная конференция "Радиоастрономическая аппаратура", Ереван, 19-21 октября 1989 года. Тезисы, с.11.

11*.Есепкина Н.-А.,Богод В.М., Дравскшс А.Ф., Дравских З.В., Власов О.Н., Круглов С.К., Морозов A.C., Прусс-Жуковский C.B. .Акусто-оптический радиоспектрометр для солнечных исследований на РАТАН-600, Там же, с.182.

12*.Богод В.М., Дикий В.Н.,Совмещенный облучатель панорамного приемного комплекса в диапазоне 3.5-18 ГГц. 22-я Всесоюзная конференция "Радиотелескопы и интерферометры", Ереван, 15-17 мая 1990г. Тезисы докладов, с.81.

13*.Богсд В.М., Гельфрейх Г.Б., Кору.авин А.Н., Основные принципы работы радиогелиографа РАТАН-600 с облучателем тип VI, 22-я Всесоюзная конференция "Радиотелескопы и интерферометры", Ереван, 15-17 мая 1990г., Тезисы докладов, с.90-91.

14*.Дикий Б.Н., Богод В.М., Предельные шумовые характеристики

колосковой антенны на резонаторах бегущей волны. 18-я всесоюзная конференция "Радиотелескопы и интерферометры", Иркутск, 14-16 октября 1966г., Тезисы, с.195-196.

15*.Богод В.М., НоржаЕИН АЛО, Гельфрейх Г.В.,Опыт наблюдений Солнца на радиотелескопе РАТАН-600 и перспективы их развития в 22-м цикле солнечной активности, Солнечно-земная физика, 5-ый симпозиум КАПГ, Самарканд 2-6 октября 1989 года, Москва, с.40-41, 1989.

16*.Боровик В.Н., Гелъфрейх Г.Б., Богод В.М., Коржавин А.Н., Плотников В.М., Хильдебрандт й., Крюгер А.,Эволюция спектрально-поляризационных характеристик импульсного- радиовсплеска и энерговыделение в солнечных вспышках. Тан ке, с.62-63.

17*.Богод В.М., Комаров В.В., Коржавин А.Н., Опейюша Л.В., Шатилов В.А., Боровик В.Н., Гелъфрейх Г.Б.,Наблюдения на РАТАН-600 активных областей на Солнца в период работы КА "ФОБОС-1" в .шоле-августе 1988г. 'Гам ке, с.64-65.

18*.Богод В.М,, Корольков Д.В., Обнаружение "хромосферной сетки" на Солнце в сантиметровом диапазоне волн, Письма в АЖ, NO.10, 25-27, 1975.

19*.Gelfraikh Ö.B., Bogod V.M., KorzhaYin А.Я., KononoyIch E.V., Solar raüio granulation at microwaYes and lts optical Identification, Sun and Planet. System.Reidel Publ.Co., 109-112, 1982.

20*.В.Н.Богод, "Измерение параметров радиогрануляции по наблюдениям па Радиотелескопе РАТАН-6С0; Сообщения САО, К23, 2242 > 1978.

21*.Богод В.М., Гельфрейх Г.В., Кораавин А.Н., Пустильник Л.А., Прадлояэния по использованию радиотелескопа РАТАН-600 в программах 22-го цикла солнечной активности. Препринт САО АН СССР Ко 22, Н.Ар.ШЗ, с.1-22,1988.

22*.Kröger А., Bogod V.M., Korzhavin A.N., Gelfrelltih G.B., Sems results cooperatlve lnveatlgationa on- nolar raülo emiaaion '¡'Ith RATAN-6C0, Astron. Nachr., 311, 401-404, (1990)5.

23*.Bogod V.U. Perspectives oi advance oi RATAN-600 solar obseryatloriB, Astren. Nachr., 313, 97-100,(1992)2.

24э.Боров®t B.H., Богод B.W., Ватрушин С.Ы., Гарвиыов В.И., ипейюша Л.В., Цветков С.В., Шатилов В.А., Активные области на

Солзще в день солнечного затмения 11 июля 1S91 года по наблюдениям на РАТАН-600. з кн.Пространственно-временные аспекты солнечной активности, С-ПетерСург, ФТИ РАН, с.189-196, 1992.

25*.AMimedov Sh.B., Bogod V.W., Furstenberg P., Hildebrandt J., Kruger A., On the Hight Scale oi Magnetic Fields above Smspots derived from ItATAfl-600 and Model Calculations, Publications of Debrecen Ilellophysical Observatory, v.5 , 619-629, 1983.

26*.GelfreiKh G.B., Bogod Y.M., Abramov-Maxlmov V.E., T3vetkoY S.Y., The Methods of Measurements of the Solar Magnetic Plelds Using Radio Observations with the RATAJI-600. Proceedings' of IAU Colloquium, Ho 141, p.75, 1992.

27*.Богод B.M., Ватрушш G.U., Абрамов-Максимов B.E., Цветков C.B., Дикий' B.H., Панорамный радиометрический анализатор спектра диапазона 3.5 - 18 Ггц с цифровой обработкой регистрации, Препринт ОАО, 1993.

28*.Bogod Y.M., Gelfrelkh G.B., Ryabov B.I., Haflzov S.R., Coronal magnetic fields from effect of the double Inversion of circular polarization of radio emission, Proceedings of IAU Colloquium, No 141, 1992.

29*.Lang K.H., F/illson R.F., Bogod V.M., Gelfreikh G.B., iiyabov В.I.,Haflzov S.R., Abramov-Maxlmov V.E., Tsvetkov S.V., Magnetospheres of solar active regions inferred from spectral-polarization observations with high spatial resolution, Aph. J., 1993 (to be submitted).

30*.Bogod Y.M., Gelfrelkh G.B., Measurements of the magnetic fields and the gradient of temperature in the solar atmosphere above a flocculus using radio observations, Solar Physics, 67, No.1, 29-46, 1980.

31*.Богод B.M., Гельфрейх Г.В., Наблюдение активного протуберанца в см диапазоне волн на РАТАН-600, Письма в АЖ, r.I, No 10, 25, .т975.

32*.Богод В.М., Вяльшин Г.Ф., Гельфрейх Г.В., Петрова И.О., о градиенте магнитного поля над пятнами по оптическим и радиоастрономическим измерениям. Солнечные данные, N 1, 104-^09, 1982.

33*.Ахмедов Ш.Б., Боровик В.Н., Гельфрейх Г.В., Богод В.М.,

Кориавин А.Н., Петров З.Е., Хофманн А., Бахманн Г., Кооперативные магнитографические и радиоастрономические исследования активной солнечной области AR 3804 в июле 1982 г, Астрофиз. и с след., (Из! ОАО), 28, 111-122, 1989.

34*.Akhnedov Sh.B., Gelfrelkh G.B., Bogodl V.M., Korzhavln A.N., The measurement or magnetic fields in the solar atnoapheri above suotpota using gyroresonance emission, Solar Physics, 79, 41-58, 1982.

35*.AMimedov Sh.B., BogodV.M., Borovik V.N., Gelireikh G.B., Korzhavln A.N., On the search of current sheets in the solar atmosphere using radio observations, Solar Maximum Analysis, VNU Science Press, p.51 -56, 1986.

36*.Ахмедов Ш.Б., Богод B.M., Боровик В.Н., Вильсон Р.Ф., Гельфройх Г.В., Дикий В.Н., Коркавин А.Н., Ланг К.Р., Петров З.Е., Структура активных областей на Солнце по наблюдениям на VLA и РАТАН-600 в июле 1982 г. Часть 1: АН 3804, Астрофиз. исслед., (Изв ОАО), 25, 105-134, 1987.

37*.AMmedov Sh.B., Borovik V.N., Gelireikh G.В., BogodV.M., KorzhavlA.N., Petrov Z.E., Dikld V.N., Lang K.R., Vfilson R.F., Structure oi a solar active region from RATAII-600 and Very large Array observations, Astrophys. J., 301, No.1, parti, 460-464, 1986.

38*.Ахмедов Ш.Б., Богод B.M., Боровик B.H., Вильсон Р.Ф., Структура активных областей на Солнце по наблюдениям на VLA; Препринт CA0.N 19Л, 1-58, 1985.

39*.Alissanirakis С.Е., Bogod V.M., Borovik V.N., Gelfrelkh G.B., Korzhavln A.N., Nlndows A., Kundu M.R., Spectral observations oi active reglonson the Sun with RATAII-600 and WSRT, Astron.Astrophys., 1992.

40*.Akhmedov Sh.B., Bogod V.M., Borovik A.V., Gelireikh G.B., DiklJ V.N., Korzhavln A.N., Shatllov V.A., local source components of aolar microwave radiation: a comparison of VLA, WRST and RATAN-600 data. In Stepanov, V.E.. Obridko, V.N., Smolkov. G.Ya., eas. Solar Maximum Analysis. Additional Issue. Proceedings oi the International Workshop held in Irkutsk, USSR, 17-24 June, 1985, pp 76-79, "Nauka", Siberian Division, Novosibirsk, 1988.

41*.Bogod V.M., Gelireikh G.B., Wlllson R.E., Lang K.R.,

Opelkina L.V., Shatllov V.A., Tsvetkov S.V., Very Large Array -RATAN-60Q observation of a solar active region, Solar Physics, v.141, p.303-323, i 992.

42*.Парийский Ю.Н., Корольков Д.В., Шиврис О.Н., Кайдановский Н.Л., Есепкина H.A., Зверев Ю.К., Стоцкий A.A., Ахмедов Ш.Б., Богод В.М., Болдырев С,И., Гельфрейх Г.Б., Платова И.А., Коржавин А.Н., Романцов В.В., Наблюдения Солнца на РАТАН-600. Первые результаты. Астрономический Журнал, 53, вып.5, 1017-1026, 1976.

43*.Akhmedov Sh.B., Bogod V.M., Gelfrelkh G.B., Hlldebrandt J., Kruger A., A study of "thermal" and "nonthermal" S-component emissions generation outside sunspots. Contributions оГ the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, 15, 339-344, 1986.

44*.Ахмедов Ш.Б., Богод B.M., Боровик В.Н., Гельфрейх Г.Б., Мхсанова В.II., Коркавин А.Н., Пэтерова К.Г., Спектральные особенности локального источника радиоизлучения, связанного с августовской группой пятен 1972г., Солнечные данные, 97-104, 1975.

45*.Ахмедов Ш.Б., Богод В.М., Гельфрейх Г.Б., Результаты исследовании локального источника активной области Нас Math 15974 по программе ГСМ по наблюдениям на РАТАН-600, Год солнечного максимума, йзд ИЗШРАН, М.2, 45-52, 1981.

46*.Krageг А., Hildebrandt J., Bogod V.M., Korzhavln A.N., A 3tudy of RATAN-600 observations of solar S-component зоигсез, Solar Physics, 105, 111-121, 1986.

47*.Ахмедов И.Б., Богод В.М., Гельфрейх Г.Б.. Хильдебрандт И., Типы источников S-компоненты солнечного радиоизлучения и их, связь со вспышечной активностью групп пятен. Солнечные данные, N0.5, 68-72, 1985.

48*.Богод В.М., Коржавин А.Н., О некоторых особенностях излучения локальных источников на Солнце в диапазоне 2,3-2,7 см, Астрофиз. исслед. (Изв ОАО), 121-133, 1975.

49¥.Borovlk V.U., Gelfrelkh G.B., Bogod V.M., Korzhavln A.N.. Kruger A., Hlldebrandt J., Urpo S., The spectrum of coronal sources at mllllmexerband centimetre waves, Solar Physics, 124, 157-166, 1989.

50*.Kruger A.. Bogod V.M., Korzhavln A.N.. Gelfrelkh G.B., Some results of cooperative Investigations on solar radio emission with RATAN-600, Astronomischen Nachrichten, 311, No.6, 401-404,

1990.

51*.Bogod V.M., Korzhavln A.N., Akhmedov Sh.B., 'Hildebrandt J., Kruger A., On the question oi long lasting microwave emission far from the solar limb, Contribution of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, 7.15, p.'717-720, 1986.

52*.Абрамов-Максимов B.E., Ватрушн C.M., Гельфрейх Г.В., Ахмедов Ш.Б., Богод В.М., Петров З.Е., Шатилов В.А., Особенности проявления солночной активности в июле-августе 1985г. по наблюдениям в радаодиапазоне с высоким пространственным разрешением, Всесоюзная конференция "Физика Солнца", Алма-Ата, 2226 июня 1987г. Тэзисы. докладов, с.92.

53*.Ахмедов Ш.Б., Боровик В.П., Гельфрейх Г.В., Богод В.М., Кораавш А.Н., Радкоструктура активных областей на Солнце. Всесоюзный симпозиум по солнечно-земной физике. Иркутск, 22-27 сентября 1986г., Тезисы, с.30-32.

54*.Макаров В.И., Макарова В.В., Богод В.М., Коржавин А.Н., Опейкина Л.В., Шатилов В.А. Полярные факелы на Солнце в белом свете и в радиодиапазоне, Солнечные данные, No 9, с. 87-90,1991.

55*.Bogod V.M., Korzhavln А.Н., Akhmedov Sh.B., Aurass H., Hildebrandt J., KrUger A., On the complex spatial structure oi a gradual microwave burst, Solar Physics, 129, No.2, 351-361, 1990.

56*.Kruger A., Bogod V.M., Alchmedov Sh.B., Investigation oi the spectrin of gradual (PBI) microwave burat emission from HATAN-600 observations, Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Р1езо, 15, 643-648, 1986. ■

57".Андрианов С.А., Ахмедов 11!.В.-, Богод В.М., Болдырев С.И., Боровик В.Н., Гельфрейх Г.Б., Зуева В.А., Коряавин А.Н., Пзтров 3-Е., Плотников В.М., Плотникова Г.Б., Чэх С. А., Результаты наблюдений Солнца на радиотелескопе РАТАН-600 в диапазоне 2 - 4 см d период Года Солнечного Максимума. Т.1. Данные наблюдений 15 декабря 1979 - 3 апреля 1980 . Материалы мирового центра данных Б, М.( pp. 1-176, 1990.

58*.Андрианов С.А., Ахмедов Ш.В., Богод В.М., Болдырев С.И., Еоровик В.Н., Гельфрейх Г.В., Зуева В.А., Коржавин А.Н., Петров 3.S., Плотников В.Н., Плотникова Г.В., Чех С.А., Результаты наблюдений Солнца на радиотелескопе РАТАН-600 в диапазоне 2-4 см в период Года Солнечного Максимума, Т.2. Донные наблюдений 5 апреля

1980 - 12 сентября 1980. Материалы мирового центра данных Б, pp. 1-186, 1991.

* ч

59*.Андрианов С.Л., Ахмедов Ш.Б., Богод В.М., Болдырев С.И., Боровик В.II., Гельфрейх Г.В., Зуева В.А., Коржавин А.Н., Петров З.Е., Плотников В.М., Плотникова Г.В., Чех С.А., Результаты наблюдений Солгаца на радиотелескопе РАТАН-600 в диапазоне 2 -4 см з период Года Солнечного Максимрла. Т.З. Данные наблюдений 13 сентября 1980 - 28 января 1981. Материалы мирового центра данных Б, pp. 1-182, М.. 1992.

60*.Богод В.М., Болдырев С.И., Зуева В.А., Коржавин А.Н., Петров З.Е..Плотников В.М., Шатилов В.А., Результаты наблюдений Солнца на радиотелескопе РАТАН-600 в диапазоне волн 0.8 - 31.6 см. 1984 г. Материалы мирового центра данных Б, Москва, с.1-186, 1992.

61*.Bogod V.M., Korzhavin A.N., Peterova N.G., Shatllov V.A., Vatrushln East-West solar scans lor 7 February - 1 March, 1984, from Zelenchukskaja, North Coucasus, USSR. Solar-Gsophyslcal Date, report UAG-96, 62, 1987.

62*.Богод B.M., Солнечный спектрально-поляризационный комплекс РАТАН-600 и некоторые результаты исследования Солнца, Кандидатская диссертация. Горький, НМРФИ, 1980.

Цитированная литература

1.Гельфрейх Г.В., Ахмедов Ш.Б., Боровик В.Н., Гольнев В.Я., Коржавин А.Н., Нагнибеда В.Г., Петерова Н.Г.. Известия ГАО, N0.185, 167-182, 1970.

2.Gelfrelkh G.B., Peterova N.G., Ryabov В.1., Solar Physics, 108, 89-97, 1987.

3.Korzhavln A.N., Gelfrelkh G.B.,Vatrushln S.M., Solar Magnetic Field and Corona, Nauka, Novosibirsk, v.2, 119-124, 1939.

4 Ватрушин C.M., Коржавин А.Н., Труды 6-го семинара РГ "Специальные теоретические и экспериментальные исследования солнечной плазмы", Наука, М., 100-104, 1989.

5.БороЕик В.Н., Курбанов М.Ш., Лифпиц М.А., Рябов Б.И., Астрономический курнал, т. 67(5), с. 1038-1052, I99C.

6.Bcrov1k V.H., Kurcanov M.Sh., Astror.oir.lshe Nachrichten, v.311, 371-373,1990.

7.Zheleznyakov V.V., Zlotnlk E.Ya., Radio Physics о1 the SUN, Kundu and Gergely (eds),87-99, 1980.

в.Посошенко Л.З. и др., Многоканальное устройство автоматической регистрации информации для радиометров СВЧ, Тезисы докладов, Всесоюзная-школа-семинар, Ереван, 1974.

9.Петров З.Е., Кандидатская диссертация, 1986.

Ю.Шатилов В.А., Кандидатская диссертация, 1992.

11.Шатилов В.А., Известия ОАО, No25, 168-175, 1987.'

12.Андрианов С.А., Кандидатская диссертация, 1988.

13.Гельфрейх Г.Б..Астрономический циркуляр, No699, 3, 1972.

Н.Гребинский А.С., Астрономический журнал, т.62, 768-775,

1985.

15.Лившиц N.A., Обридко В.Н., Пикельиер С.В., Астрономический журнал, т. 43, 1135, I9S6.

16.Гельфрейх Г.В., Коваль А.Н., Степанян Н.Н., В кн. Год солнечного максимума, т.2, М. Наука., 193-196, 1981.

17.Абрамов-Максимов В.Е., Гельфрейх Г.В., Письма в АЖ, 9, N0.4, 244-249, 1983.

18.Обридко В.Н., Солнечные пятна и комплексы активности, М., Наука., 1985.

19.Гельфрейх Г.В., Коржавин А.Н., 1978 IX - Консультация по солнечной физики , стр. 21 , Вроцлав, 1978.

20.Братова Е.Ф., Гельфрейх Г.Б., Гнездилов Ф.Ф., Письма в АЖ, 9, N0.8, 495-499, 1983.

21.Коржавин А.Н., Петерова Н.Г., Препринт ОАО, 1993(в печати)

22.Каверин А.Н., Кобрин М.М., Коршунов А.И., Тихомиров В.А., Тихомиров Ю.В., Письма в АЖ, No 2, 577, 1976.

23.Gelfreikh G.B., Contributions of the Astronomical Observatory Scalnate pleso, 15, 33-47, 1986.

24.Железняков В.В., Электромагнитные волны в космической плазме, 1977.

25.Железняков В.В., Радиоизлучение Солнца и планет, М., Наука, 1964.

26.Korzhavln A.N., Sych R.A.,Uralov A.H.,Solae Physics, 1992, (In press).

27.Д.В. Корольков, H.C. Соболева, Г.Б. Гельфрейх, Известия ГАО, No.164, 81-113, 1964.

- 75 -

28.Петерова К.Г., Рябов Б.П., Астр.К., No58, 1070, 1931

29.Дикий В.Н., Комаров В.В., Конструктивней расчет полосковых антенн на резонаторах бегущей волны. 18-я всесоюзная конференция "Радиотелескопы и интерферометры", Иркутск, 14-16 октября 1986г., Тезисы, с.197-198.

30.Gelfrelkh G.B., Ваз1с results and a perspective for future observation on RATAN-600, Astronomlsche Nachrichten, v.311. Ho.6, 385-390, 1990.

31.Гельфрейх Г.В., Проблематика и перспективы исследований Солнца на РАТАН-600, Соообщения САО, вып.68, с.71-76, 1991.

32.Гельфрейх Г.Б., Опейкина Л.Б., Моделирование работы РАТАН-600 в режиме радиогелиографа, Препринт САО РАН, No 96, 1992 (в печати).

33.Gelfrelkh G.B., Proceedings or the Workshop on the Solar Electromagnetic Radiation Study for Solar Cycle 22, (S0LARS22), ed. П.Е. Donnely, Boulder, USA, 196-227, 1992.

- 34.Ryabov B.I., Spector A.R., Publ.oi Debrecen Hellophysical Observatory, v.5, pp.323-332, 1983.

35.Cohen fJ.H.., Aph.J., v.131, 664, 1960.

36.Zheleznyakov V.Y., Zlotnllc E.Ya., Solar Physics, v.68, No.2, 317-326, 1980.

37.Железнякоз B.B., Злотншс Е.Я., Известия ВУЗов, Радиофизика, т.ХХ, КоЭ, 1444-1461, 1977.

38.Петерова Н.Г., Ахмедов Ш.Б., Астрон.з;., т.50, 1220, 1973.

39.Боровик В.Н., Курбанов М.Ш., Шатилов В.А., Солн. Данные, Noll, II0-II8, 1988.

40.Kundu М.Б., Alissandrakls С.Е., Solar Physics, v.94, 249283, 1984.

41.Херсонский В.К., Вариалович Д.А., Астрон. Журнал, т.57, вып.З, 621-623, 1980.

42.Гельфрейх Г.Б., Корольков Д.В., Смольной Г.Я., Трескоз Т.А., В кн. Результаты наблюдений в период МГСС. Сибирь и Дальний Восток. М., Наука, вып. 4,с. 168-179, 1967.

43.Рябов Б.И., в сб."Исследование Солнца и красных звезд", No.5, 5-24, 1982.