Спектральные и узкополосные фильтровые приборы. Крупномасштабная динамика верхней хромосферы Солнца тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.03 ВАК РФ

Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Гпячняя ЛЪ/лковская) астрономическая обсерватория

005018344

На правах рукописи УДК 523.98

Кулагин Евгений Степанович

СПЕКТРАЛЬНЫЕ И УЗКОПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРОВЫЕ ПРИБОРЫ. КРУПНОМАСШТАБНАЯ ДИНАМИКА ВЕРХНЕЙ ХРОМОСФЕРЫ СОЛНЦА

Специальность 01.03.03 - физика Солнца

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 9 ДПРШ

Иркутск-2012

005018344

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Главной (Пулковской) астрономической обсерватории Российской академии наук

Официальные оппоненты:

Скоморовский Валерий Иосифович доктор физико-математических наук ИСЗФ СО РАН, заведующий лабораторией

Касинский Валентин Викторович доктор физико-математических наук профессор ИрГТУ

Кожеватов Илья Емельянова доктор физико-математических наук ФБГНУ НИРФИ, заведующий лабораторией

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук

Защита состоится « 29 » мая 2012 г. в « » ч на заседании диссертационного совета Д.003.034.01 в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова 126А, а/я 291, ИСЗФ СО РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институте солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан « » 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.003.034.01 кандидат физико-математических наук Поляков В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Прогресс в развитии астрономических знаний в значительной мере обуслов-ен развитием инструментальных средств. В физике Солнца важнейшим методом [Зучения солнечных процессов является спектральный анализ. Спектральный нализ дает информацию о многих физических параметрах наблюдаемого струк-урного образования в солнечной атмосфере, таких как лучевая скорость, напря-сенность магнитного поля, плотность и температура плазмы и т. д. Основными інструментами для проведения спектрального анализа объектов на Солнце явля-этся спектрографы и узкополосные фильтровые приборы. Спектрографы дают ідновременно исчерпывающую информацию о контурах многих спектральных [иний для участка солнечной поверхности, который вырезает входная щель спек-рографа. Несмотря на существование разнообразных конструкций солнечных пектрографов, необходимо создавать их варианты, открывающие новые возмож-юсти для наблюдений. В работе описывается разработанный принципиально но-1ый щелевой прибор. Этот прибор при небольших размерах дает высокое спек-ральное разрешение и вид спектра, как в обычном спектрографе. Такой спектро-раф может быть установлен в ограниченном рабочем объеме. В нем, благодаря іалнм размерам, значительно меньше хаотические смещения спектральных лиши (так называемое «дрожание спектра») вследствие внутренних движений воз-(уха. Приводятся спектрограммы, полученные на рабочем макете разработанного лалогабаритного спектрографа. Рабочий макет использовался для исследования юляризации компонентов магнитного расщепления избранных линий в спектрах юлнечных пятен.

Узкополосные фильтры являются, образно говоря, глазами гелиофизика, позво-іяя видеть панорамную картину событий на Солнце на уровне образования исполь-іуемой линии и применять перспективный метод спектроскопии по изображению imaging spectroscopy). Используется также другое название - метод двумерной шектроскопии (two-dimensional spectroscopy). Двумерная спектроскопия имеет не-

Г\

сомненные преимущества над щелевой спектроскопией при построении карт лучевых скоростей, магнитных полей и других физических параметров. Всего нескольких фильтрограмм, полученных в пределах рабочей линии, достаточно для построения контура этой линии во всех разрешаемых точках изображения. Поэтому с помощью компьютерных программ значительно упрощается построение карт магнитных полей, лучевых скоростей или других необходимых параметров используемой линии во всем поле зрения фильтра. Благодаря этому двумерная спектроскопия позволяет изучать солнечные явления с высоким пространственным и временным разрешением.

В настоящее время есть многое для применения двумерной спектроскопии -солнечные телескопы, матричные приемники излучения, компьютеры, многочисленные программы для всевозможных действий с изображениями. Не хватает только одного - узкополосных оптических фильтров с достаточным спектральным разрешением (/?=105). В настоящее время основным устройством узкополосной фильтрации оптического излучения является интерференционно-поляризационный фильтр (ИПФ), значение которого для расширения наших знаний о Солнце трудно переоценить. Среди ИПФ с наиболее узкой полосой пропускания есть созданные в Институте солнечно-земной физики в Иркутске [1].

Но весьма трудно сделать ИПФ перестраиваемым в достаточно широком спектральном интервале. Обычно ИПФ нацелен на одну из важных для гелиофизики хромосферных линий, перестраивается в пределах нескольких ангстрем относительно ее центра и носит название этой линии (например, На-фильтр, кальциевый фильтр и т. д.).

Из-за отсутствия больших и однородных кристаллов очень трудно сузить полосу ИПФ, чтобы использовать его для узких фотосферных линий, полуширина которых в видимой области спектра не превышает 70 мА. Поэтому для применения двумерной спектроскопии к ИПФ добавляют дополнительные элементы, сужающие полосу пропускания. Часто в качестве дополнительного элемента применяется интерферометр Фабри-Перо [2, 3]. Но основными недостатками интер-

грометра Фабри-Перо являются трудности выделения рабочего порядка и малое ■ловое поле зрения.

В приборе IBIS, установленном на солнечном телескопе имени Данна (Dunn э1аг Telescope of the National Solar Observatory), для достижения высокого спек->ального разрешения 7?>2 105 и максимального пропускания применены два ин-:рферометра Фабри-Перо без использования ИПФ [4]. На космической обсерва-)рии SOHO в приборе MDI в качестве дополнительных элементов-ступеней к ПФ использованы два оригинальных поляризационных двухлучевых интерфе-)метра Майкельсона, обладающие большим угловым полем зрения [5].

Поэтому важной проблемой инструментальной гелиофизики является создание эвых приборов для узкополосной фильтрации оптического излучения. Особое зна-:ние имеет разработка оптических фильтров, которые имели бы узкую полосу про-ускания, широкое угловое поле зрения и возможность перестройки в широком тектральном интервале.

Целью данной работы является создание и применение для солнечных исследо-ший принципиально новых спектральных и узкополосных фильтровых приборов.

Разработан, изготовлен и применен для спектроскопии солнечных пятен новый (елевой прибор - Интерференционный солнечный спектрограф (ИСС). При не-элыпих размерах спектрограф дает высокое разрешение. В ИСС угловые диспер-ни дифракционной решетки и эталона Фабри-Перо выравниваются в широкой пектральной области в результате найденного относительного расположения вход-ой щели спектрографа, дифракционной решетки и эталона Фабри-Перо. Точное авенство дисперсий осуществляется, когда излучение от центра входной щели пектрографа падает после коллиматора по нормали на решетку, а пластины эталона >абри-Перо располагаются перпендикулярно плоскости решетки без промежуточ-ой оптики. Показано, что в этом случае форма искривления прямой входной щели пектрографа в различных длинах волн имеет вид концентрических дуг. В этих усло-иях излучение от дифракционной решетки может освещать только один порядок талона Фабри-Перо. В результате область свободной дисперсии эталона много-ратно расширяется.

Разработан, изготовлен и применен для двумерной спектроскопии Солнца другой прибор - Узкополосный перестраиваемый фильтр (УПФ). Предварительным монохроматором в нем является двойной монохроматор с вычитанием дисперсий, а окончательную полосу пропускания формирует интерферометр Фабри-Перо. Основная идея прибора состоит в том, что двойной монохроматор с вычитанием дисперсий дает четкое (дифракционное) изображение широкой входной щели при любой ширине промежуточной щели. Поэтому такой прибор может быть использован как хороший предварительный монохроматор для интерферометра Фабри-Перо. Промежуточная щель двойного монохроматора надежно гасит нерабочие порядки интерферометра Фабри-Перо. Полем зрения фильтра является широкое входное отверстие двойного монохроматора, в качестве которого использована ирисовая диафрагма, видимое в свете одного порядка интерферометра Фабри-Перо.

УПФ может быть изготовлен для любого спектрального диапазона, где работают дифракционная решетка и интерферометр Фабри-Перо. С ним возможно получение очень узкой полосы пропускания, но в ограниченном поле зрения. Основные работы автора выполнены, когда УПФ работал в ближней инфракрасной области спектра и имел полуширину полосы пропускания 0.24 А, а затем 0.30 А (при более широком угловом поле зрения) в окрестности линии Неї 10830 А. Это самая узкая полоса пропускания, полученная с помощью фильтра в ближней инфракрасной области спектра.

Чрезвычайно большое значение для физики Солнца имеет создание универсальных фильтров, которые при достаточно узкой полосе пропускания имели бы широкое угловое поле зрения и могли бы перестраиваться по спектру в широком спектральном диапазоне. В работе показана возможность создания узкополосных широкоугольных и перестраиваемых в широком спектральном диапазоне ступеней оптического фильтра на основе двухлучевых интерферометров с полупрозрачными металлическими слоями.

Одной из фундаментальных проблем физики Солнца является проблема возникновения и ускорения солнечного ветра. В этой связи важным является знание

крупномасштабной динамики вещества в верхней хромосфере. С использованием УПФ и метода двумерной спектроскопии впервые получены карты крупномасштабных лучевых скоростей на диске Солнца в верхней хромосфере в линии Не1 10830 А с низким пространственным разрешением - около 40" (после усреднения 3x3 пиксела). В этом случае в качестве объектива телескопа использовалась небольшая линза. Показана тесная связь крупномасштабных лучевых скоростей в верхней хромосфере с фотосферными продольными магнитными полями.

Наиболее яркой и до конца не ясной фундаментальной проблемой физики Солнца является проблема солнечных вспышек. Анализируются наблюдения мощной вспышки балла ЗВ/М7.1, произошедшей 23 сентября 1998 г. в активной области NOAA 8340, на основе фильтрограмм, полученных с УПФ. Для анализа вспышечно-го процесса привлечены результаты наблюдений вспышки с космической обсерватории TRACE и в наземных обсерваториях. На основании целого ряда наблюдательных данных делается предположение, что излучение в основной эмиссионной зоне этой вспышки вызвано инжекцией плазмы в магнитную аркаду.

Цели работы

Работа посвящена разработке и применению новых спектральных и узкополосных фильтровых приборов. Основные цели работы можно сформулировать следующим образом.

1. Разработать, изготовить и применить для солнечных исследований принципиально новый ИСС. При небольших размерах спектрограф должен обеспечивать высокое спектральное разрешение, высокую дисперсию и обычный вид спектра.

2. Разработать, изготовить и применить для солнечных исследований УПФ принципиально новой конструкции. Фильтр должен давать узкую полосу пропускания и может быть использован для двумерной солнечной спектроскопии в широком спектральном диапазоне.

3. Показать принципиальную возможность создания узкополосных широкоугольных и перестраиваемых в широком спектральном диапазоне ступеней оптического фильтра на основе двухлучевых интерферометров с использованием полупро-

зрачных металлических слоев. Создать и испытать рабочий макет одной такой ступени на телескопе.

4. Получить методом двумерной спектроскопии распределение крупномасштабных лучевых скоростей в верхней хромосфере на диске Солнца в линии Не1 10830 А Исследовать связь крупномасштабных лучевых скоростей в верхней хромосфере с напряженностью фотосферного продольного магнитного поля.

5. Исследовать явления в мощной солнечной вспышке. Использовать для этой цели уникальные по ширине полосы пропускания фильтрограммы, получаемые с помощью УПФ в ближней ИК-области спектра, привлечением наблюдений других наземных и космических обсерваторий.

Новизна, научная и практическая ценность работы

Разработан принципиально новый ИСС. Спектрограф основан на совместном применении в качестве диспергирующего элемента спектрографа дифракционной решетки и эталона Фабри-Перо с воздушным промежутком между пластинами. Эти два оптических элемента устанавливаются без промежуточной оптики в таком взаимном положении, в котором их угловые дисперсии выравниваются в широком спектральном интервале. Точное равенство дисперсий достигается при установке пластин эталона Фабри-Перо перпендикулярно плоскости дифракционной решетки, а сама решетка работает при нормальном падении на нее излучения от центра прямой щели. Использование такого диспергирующего устройства дало возможность создать малогабаритный спектрограф с высоким спектральным разрешением. Высокая угловая дисперсия дифракционной решетки достигается использованием больших углов дифракции на решетке при необходимых малых углах падения. Наилучшую концентрацию света в этих условиях дает решетка с постоянной (период нарезки решетки), близкой длине волны исследуемого спектрального интервала. Фотометрия показывает, что такая решетка сохраняет высокую концентрацию света для плоскости поляризации, перпендикулярной штрихам решетки, вплоть до угла дифракции в 85°.

Значительная яркость спектра, сравнимая с яркостью спектра в обычных дифракционных спектрографах, достигается в ИСС за счет разработанного варианта эталона Фабри-Перо с открытым входом излучения от решетки в промежуток между пластинами эталона. Изготовлен и применен для спектроскопии солнечных пятен рабочий макет малогабаритного ИСС.

На диспергирующее устройство, состоящее из дифракционной решетки и эталона Фабри-Перо, лежащее в основе ИСС, получено авторское свидетельство № 536403.

Схема и основные свойства ИСС, разработанного автором, приводятся в книге И.М. Нагибиной и Ю.К. Михайловского «Фотографические и фотоэлектрические спектральные приборы и техника эмиссионной спектроскопии» [6], допущенной в качестве учебного пособия для студентов оптических специальностей вузов.

ИСС может быть использован для создания малогабаритных спектрографов высокого разрешения, которые могут быть установлены в ограниченном рабочем объеме.

Для применения перспективного метода двумерной (фильтровой) спектроскопии Солнца разработан, изготовлен и применен принципиально новый УПФ. В качестве предварительного монохроматора в нем использован двойной монохроматор с вычитанием дисперсий, а окончательную полосу пропускания фильтра формирует сканирующий интерферометр Фабри-Перо. Основным достоинством УПФ является возможность получения очень узкой полосы пропускания. Фильтр сравнительно прост в изготовлении. Он может быть изготовлен для любой спектральной области, где работают дифракционная решетка и интерферометр Фабри-Перо. С УПФ получены основные результаты солнечных исследований, приведенные в диссертации.

Принцип работы фильтра, разработанного автором, кратко изложен в книге В.В. Лебедевой «Экспериментальная оптика» [7]. Эта книга рекомендована в качестве учебника для студентов высших учебных заведений по специальности «Физика».

Разработана принципиальная оптическая схема узкополосных, широкоугольных и перестраиваемых в широком спектральном диапазоне ступеней оптического фильтра на основе нескольких последовательно расположенных двухлучевых интерферометров. Известно, что двухлучевые интерферометры являются перспективными аналогами ступеней интерференционно-поляризационного фильтра [8]. В двухлучевом интерферометре не используются кристаллы, возможно получение большой разности хода и соответственно практически любых узких полос пропускания ступени. При определенном соотношении между разностью хода в плечах интерферометра в стекле и воздухе ступень имеет широкое поле зрения, т. е. становится широкоугольной.

Использован ранее не применявшийся вид интерференции света - многократная последовательная двухлучевая интерференция света на полупрозрачных металлических слоях. С применением этого вида интерференции существенно упрощается оптическая схема нескольких ступеней фильтра на основе двухлучевых интерферометров, так как значительно уменьшается число необходимых расщеплений луча. Разработана оптическая схема нескольких таких ступеней, в которой приняты меры для получения устойчивой интерференционной картины. Решающее значение для пропускания нескольких ступеней имеет значительное уменьшение поглощения света полупрозрачным металлическим слоем в максимумах интерференционных картин. Так, для полупрозрачного слоя хрома поглощение уменьшалось от 97 % в минимумах интерференционных картин до 5 % в максимумах. Использовались зеленая линия ртути и плоскость поляризации, лежащая в плоскости падения излучения на слой. Изучение влияния фазы интерференции на поглощение света полупрозрачным металлическим слоем радикальным образом меняет существующее представление о возможности использования полупрозрачных металлических слоев в двухлучевых интерферометрах.

С использованием метода двумерной спектроскопии и разработанного УПФ впервые получены карты крупномасштабных лучевых скоростей на всем диске Солнца в верхней хромосфере по линии Не1 10830 А. Показана тесная связь крупномасштабных лучевых скоростей в верхней хромосфере с продольными магнит-

ными полями. Проведенные оценки показывают, что небольшой части плазмы, поднимающейся в крупномасштабных структурах верхней хромосферы, достаточно для образования высокоскоростного солнечного ветра.

С УПФ были получены многочисленные фильтрограммы в линии Не1 10830 А мощной солнечной вспышки, произошедшей 23 сентября 1998 г. в активной области ЫОАА 8340. Фильтрограммы получены в центре линии с рекордно узкой полушириной полосы пропускания 0.24 А. Наблюдавшиеся в линии гелия арки показали единую магнитную аркаду основного пятна активной области. Изучение этой вспышки с привлечением данных наземных и космических обсерваторий позволило сделать обоснованное предположение об инжекции плазмы из нижних слоев атмосферы Солнца в расширяющуюся магнитную аркаду во время этой вспышки. Это предположение естественным образом объясняет возникновение, форму и перемещение основной эмиссионной зоны этой мощной вспышки.

Апробация результатов

Результаты работы докладывались на научных семинарах ГАО РАН, ГАИШ, семинарах рабочей группы «Солнечные инструменты», а также на многочисленных конференциях солнечной тематики. Ниже приводится список основных мероприятий в хронологическом порядке.

1. Материалы пятой Всесоюзной астрономической конференции «Наблюдательные проблемы астрономии». Ленинград, 1976.

2. Пленум комиссии астрономического приборостроения. Иркутск, 1979.

3. Семинар рабочей группы «Солнечные инструменты». Абастумани, 1984.

4. Семинар рабочей группы «Солнечные инструменты». Киев, 1986.

5. Семинар рабочей группы «Солнечные инструменты». Ашхабад, 1988.

6. Семинар рабочей группы «Солнечные инструменты». Иркутск, 1990.

7. Конференция «Крупномасштабная структура солнечной активности: достижения и перспективы». Санкт-Петербург, 1999.

8. Конференция «Солнечная активность и ее земные проявления», посвященная памяти Г.В. Куклина. Иркутск, 2000.

9. Международная конференция «Солнце в эпоху смены знака магнитного поля». Санкт-Петербург, 2001.

10. Международная конференция «Солнечная активность и космические лучи после смены знака полярного магнитного поля Солнца». Санкт-Петербург, 2002.

11. VII Пулковская международная конференция «Климатические и экологические аспекты солнечной активности». Санкт-Петербург, 2003.

12. IAU Symposium No. 223 "Multi-Wavelength Investigations of Solar Activity". St. Petersburg, 2004.

13. IX Пулковская международная конференция «Солнечная активность как фактор космической погоды». Санкт-Петербург, 2005.

14. Всероссийская конференция «Многоволновые исследования Солнца и современные проблемы солнечной активности». САО РАН, п. Нижний Архыз, КЧР, 2007.

15. XI Пулковская международная конференция «Физическая природа солнечной активности и прогнозирование ее геофизических проявлений». Санкт-Петербург, 2007.

16. Всероссийская астрономическая конференция «ВАК-2007». Казань, 2007.

17. Всероссийская конференция «Солнечная и солнечно-земная физика -2008». Санкт-Петербург, 2008.

18. Всероссийская конференция по физике Солнца «Год астрономии: солнечная и солнечно-земная физика - 2009». Санкт-Петербург, 2009.

19. Всероссийская конференция по физике Солнца «Солнечная и солнечно-земная физика - 2010». Санкт-Петербург, 2010.

20. Всероссийская конференция по физике Солнца «Солнечная и солнечно-земная физика - 2011». Санкт-Петербург, 2011.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Создан принципиально новый ИСС, в котором за счет выравнивания угловых дисперсий дифракционной решетки и эталона Фабри-Перо достигается многократное расширение области свободной дисперсии эталона, реализуется высокое спектральное разрешение при небольших размерах спектрографа и обычном виде спектра. Для увеличения освещенности спектра разработан и применен видоизмененный эталон Фаб-

ри-Перо с открытым входом излучения от дифракционной решетки в промежуток между пластинами эталона. Рабочий макет ИСС использовался для спектроскопии пятен на Горизонтальном солнечном телескопе Пулковской обсерватории.

2. Разработан УПФ принципиально новой конструкции. Предварительным монохроматором в нем является двойной монохроматор с вычитанием дисперсий, а окончательную полосу пропускания формирует сканирующий интерферометр Фабри-Перо. Рабочий макет фильтра применялся на Горизонтальном солнечном телескопе Пулковской обсерватории для двумерной спектроскопии Солнца. В последние годы УПФ использовался в ближней ИК-области спектра и имел полуширину полосы пропускания 0.3 А в районе линии Не1 10830 А. Узкополосный фильтр перестраивается в широком спектральном диапазоне и может быть изготовлен для любой области спектра, где работают дифракционная решетка и интерферометр Фабри-Перо.

3. Разработана схема узкополосных широкоугольных и перестраиваемых в широком диапазоне спектра ступеней оптического фильтра на основе двухлучевых интерферометров с полупрозрачными металлическими слоями. Для упрощения схемы нескольких ступеней фильтра использован ранее не применявшийся вид интерференции света - многократная последовательная двухлучевая интерференция света на полупрозрачном металлическом слое. Для стабильности юстировки и возможности перестройки в широком спектральном диапазоне основные части каждой ступени жестко закрепляются между собой и имеют воздушные зазоры по ходу лучей. Юстировка и перестройка по длинам волн осуществляются вставными элементами, работающими на пропускание света. Изготовлена и испытана на телескопе одна такая ступень.

4. Впервые получены карты распределения крупномасштабных лучевых скоростей в верхней хромосфере на диске Солнца по линии Не1 10830 А с использованием разработанного УПФ и метода двумерной спектроскопии. Наблюдаются три зоны подъема хромосферной плазмы: экваториальная и две полярные. Все зоны значительного подъема (большие по абсолютной величине 1.5 км/с) приходятся на зоны слабой интенсивности внутренней короны, наблюдаемые в линии

FeIX-X171 А на космической обсерватории SOHO. Опускание хромосферного вещества с лучевыми скоростями до 4 км/с происходит над активными областями и особенно отчетливо наблюдается в окрестности пятен и в факельных полях. Сравнение с продольными магнитными полями показывает, что сильным магнитным полям с 1ДЫОО Гс соответствуют только положительные крупномасштабные лучевые скорости хромосферы независимо от знака поля. Показано, что четырех процентов потока массы, поднимающегося в крупномасштабных структурах верхней хромосферы, достаточно для образования высокоскоростного солнечного ветра.

5. На основе анализа изображений мощной солнечной вспышки, балла ЗВ/М7.1 за 23 сентября 1998 г. в линии Hel 10830 А, полученных с УПФ, показано, что в импульсной фазе вспышки арки образуют единую магнитную аркаду. Определены размер и ориентация аркады. Для анализа вспышки в различных температурных интервалах использованы изображения вспышки в линиях CIV 1550 А и Fe XII 195 А с космической обсерватории TRACE. Выдвинуто предположение, что во время этой вспышки происходила инжекция плазмы в расширяющуюся магнитную аркаду через ее основание. Такое предположение объясняет возникновение, наблюдаемую форму и направление перемещения основной эмиссионной зоны этой вспышки.

Личный вклад автора и публикации по теме диссертации

ИСС, УПФ и ступени фильтра на основе двухлучевых интерферометров с полупрозрачными металлическими слоями разработаны автором самостоятельно. С помощью Отдела астрономического приборостроения Пулковской обсерватории созданы рабочие макеты этих приборов. Наблюдения на этих приборах проводились автором. Прикладные компьютерные программы, с помощью которых получены карты лучевых скоростей и продольных магнитных полей, написаны старшим научным сотрудником Пулковской обсерватории В.В. Куприяновым на основе подробных исходных данных, составленных автором. Большая часть опубликованных и

вошедших в диссертацию работ выполнена без соавторов. В статьях, написанных с соавторами, автору принадлежит равный вклад с соавторами.

По теме диссертации опубликовано 27 работ, из них 14 - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций. Без соавторов написано 18 работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, содержащих основной материал, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 241 страницу текста, включая 61 рисунок и 1 таблицу. Список литературы включает 101 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описывается важность создания и применения новых солнечных спектральных приборов - как щелевых, так и фильтровых. Подчеркивается необходимость разработки узкополосных фильтров для расширения применений перспективной двумерной спектроскопии в исследованиях Солнца. Отмечается большой выигрыш во времени при получении карт лучевых скоростей, магнитных полей и карт других параметров контура избранной линии с использованием метода двумерной спектроскопии, по сравнению со сканированием изображения солнечной поверхности щелью.

В первой главе описывается устройство и принцип действия ИСС. В нем дифракционная решетка и эталон Фабри-Перо с воздушным промежутком установлены без промежуточной оптики, так что их угловые дисперсии выравниваются. Показано, что изображения прямой входной щели спектрографа, наблюдаемые в различных длинах волн, при нормальном падении лучей после коллиматора на решетку от центра щели имеют вид концентрических дуг. Поэтому не происходит рассогласования дисперсий и по высоте щели. После прохождения эталона получается обычный для спектрографа вид спектра с высоким спектральным разрешением эталона. При многократных сфазированных переизображениях небольшой

дифракционной решетки через эталон Фабри-Перо видна большая дифракционная решетка, а сам эталон играет роль окна, через которое наблюдается ее поверхность. При этом размер освещаемой части исходной небольшой дифракционной решетки должен быть больше, чем удвоенная толщина промежутка между пластинами эталона. В этих условиях через эталон наблюдается сплошная большая дифракционная решетка.

Для увеличения яркости получаемого спектра разработан видоизмененный эталон Фабри-Перо. В нем первая по ходу лучей пластина имеет резкую прямолинейную границу между покрытой отражающим слоем и непокрытой частями пластины. В результате осуществляется свободный вход лучей от дифракционной решетки в промежуток между пластинами эталона. Окно для свободного входа лучей ограничивается прямолинейной границей на первой пластине эталона и изображением этой границы во второй пластине. Свободный от отражающего покрытия вход лучей от решетки в эталон дает возможность многократно повысить яркость получаемого спектра, но работа в этом случае возможна только с шириной входной щели спектрографа, близкой к нормальной ширине. Получена формула, по которой может быть рассчитано увеличение яркости спектра в результате использования свободного входа лучей в эталон, по сравнению с применением обычного эталона Фабри-Перо.

В целях увеличения яркости получаемого спектра в ИСС необходимо также использовать решетку с постоянной нарезки, близкой длине волны исследуемого спектрального интервала. Показано, что такая решетка сохраняет высокую концентрацию света при больших углах дифракции для плоскости поляризации, перпендикулярной штрихам решетки. Приводятся результаты исследований концентрации света такой дифракционной решеткой в двух основных линейных поляризациях.

Использование больших углов дифракции необходимо в ИСС по двум причинам. Во-первых, при больших углах дифракции достигается необходимая большая угловая дисперсия решетки. Во-вторых, при больших углах дифракции ширина

ущего от решетки фронта мала и есть возможность многократного расширения зго фронта в эталоне при ограниченных размерах пластин эталона Фабри-Перо.

Схема ИСС может быть использована для создания трех различных вариантов ектрографов для разных участков спектра (численные величины соответствуют димой области спектра):

1. Малогабаритный солнечный спектрограф высокого спектрального разреше-я (/?=5-105) с небольшой дифракционной решеткой с размерами 10^-30 мм, пере-эбражаемой в эталоне Фабри-Перо с открытым входом лучей и с промежутком жду пластинами Зч-9 мм. Такой вариант ИСС был создан и применен для солнеч-й спектроскопии.

2. Солнечный спектрограф с очень высоким спектральным разрешением =5-106) и дисперсией 10Н-15 мм/А. Здесь уже используется обычная по размерам фракционная решетка с нарезанпой частью около 100 мм, а эталон Фабри-Перо [еет ширину воздушного промежутка между пластинами 30г50 мм. Длина спек-эграфа от 5 до 7 м. В этом варианте получается участок спектра, тождественный ектру от дифракционной решетки с размерами несколько метров. Такой ИСС мо-гг быть применен, например, для изучения контуров линий в спектре тени солнеч-[х пятен и контуров теллурических линий.

3. Малогабаритный спектрограф со сравнительно невысоким спектральным зрешением, но с подавленными крыльями инструментального контура - так назы-емый «контрастный интерференционный спектрограф». Подавление крыльев ин-рументального контура достигается примерным равенством разрешающих спо-бностей дифракционной решетки и эталона Фабри-Перо и перемножением их ин-рументальных контуров, близких по полуширине. При этом сохраняется также ычный вид получаемого спектра. В этом варианте ИСС не может быть использо-н свободный вход лучей от решетки в эталон, так как при многократных переот-жениях фронт в эталоне расширяется только примерно в два раза. Но пропускание алона Фабри-Перо в этом варианте спектрографа тоже высокое, поскольку в от-женный от эталона свет идут только крылья инструментального контура дифрак-юнной решетки. Этот вариант ИСС может быть применен для обнаружения спут-

ников в крыльях эмиссионных линий, например, при исследованиях контуров коро-нальных линий.

Схема ИСС представляется наиболее перспективной для инфракрасной области спектра, в которой трудно получить высокое спектральное разрешение в схеме обычного дифракционного спектрографа вследствие ограничения в доступных размерах дифракционных решеток. В схеме ИСС, за счет многократных переизображений дифракционной решетки в эталоне Фабри-Перо, может быть получен участок спектра, тождественный спектру от многометровой дифракционной решетки. В инфракрасной области спектра для получения высокого спектрального разрешения используются фурье-спектрометры, но они не дают обычного вида спектра и требуют обработки интерферограмм.

На практике реализован первый вариант ИСС для видимой области спектра (рис. 1). В рабочем макете применялась небольшая дифракционная решетка с частотой нарезки 1800 штр./мм. Эталон Фабри-Перо с открытым входом лучей был изготовлен на основе стандартного эталона ИТ-51-30, выпускаемого ЛОМО. Световой диаметр пластин 50 мм, толщина промежутка 5 мм. Рабочий макет использовался для спектроскопии солнечных пятен.

Во второй главе изложены работы автора по разработке, изготовлению и применению УПФ. Описываются оптическая схема и принцип работы фильтра. Предварительным монохроматором в нем является двойной монохроматор с вычитанием дисперсий. Важным используемым в УПФ свойством двойного монохроматора с вычитанием дисперсий является то, что такой монохроматор дает четкое (дифракционное) изображение широкой входной щели при любой ширине промежуточной щели. Это свойство двойного монохроматора позволяет использовать его в качестве хорошего предварительного монохроматора для интерферометра Фабри-Перо. Промежуточная щель двойного монохроматора надежно гасит нерабочие порядки интерферометра Фабри-Перо. Переход по длинам волн на многие порядки интерферометра осуществляется поворотом плоского зеркала. Для точного наведения на необходимую длину волны в пределах необходимого порядка

Рис. 1. Слева - общий вид диспергирующего узла рабочего макета ИСС. Небольшая дифрак-лонная решетка и эталон Фабри-Перо видны на левой панели в левом верхнем углу. Справа -участок солнечного спектра размером 7 Л с мапшточувствителыюй линией Не1 X 6302 А. Входная ель спектрографа пересекала солнечное пятно. Дисперсия 3.8 мм/А при фокусном расстоянии камеры 1.6 м.

интерферометра используется сканирование интерференционной картины. В рабочем макете УПФ используется интерферометр Фабри-Перо с пневматическим панированием. Рабочий газ - азот. Диапазон изменения давлений составляет 0+3 тм. Полем зрения УПФ является является один из порядков интерферометра Фаб-,и-Перо, видимый на входном отверстии двойного монохроматора при широкой промежуточной щели. С УПФ получены основные приводимые в диссертации результаты солнечных исследований.

В третьей главе приводятся результаты разработки схемы узкополосных широкоугольных и перестраиваемых в широком спектральном диапазоне ступеней оптического фильтра на основе двухлучевых интерферометров с применением многократной последовательной двухлучевой интерференции света на полупрозрачных металлических слоях. Работа над этой важной инструментальной задачей еще продолжается, но уже есть некоторые конкретные результаты, которые приводятся в этой главе.

Известно, что перспективным аналогом узкополосной ступени оптического фильтра является двухлучевой интерферометр [8]. В интерферометре не используются кристаллы. Необходимая разность хода возникает в стекле и в воздухе. При определенном соотношении разности хода в плечах интерферометра дости-

гается широкое монохроматическое угловое поле зрения. Два оригинальных поляризационных двухлучевых интерферометра Майкельсона используются на космической обсерватории 5ОНО в приборе МБ1 для сужения полосы пропускания ИПФ [5].

Автором показано, что полупрозрачные слои, выполненные из металлов с большими коэффициентами преломления, дают практически совпадающие по фазе интерференции полосы на двух выходящих из интерферометра изображениях. Это дает возможность осуществлять новое переналожение - новую интерференцию этих изображений с необходимой разностью хода. Становится возможной многократная последовательная двухлучевая интерференция света на полупрозрачном металлическом слое. При этом схема нескольких ступеней фильтра на основе двухлучевых интерферометров существенно упрощается. Здесь решающее значение для сохранения высокого пропускания схемы имеет значительное уменьшение поглощения света полупрозрачным металлическим слоем в максимумах интерференционных картин.

Проведено исследование связи относительного сдвига интерференционных полос в двухлучевом интерферометре для двенадцати полупрозрачных металлических слоев, выполненных из различных металлов, с поглощением света этими слоями, происходящим при расщеплении луча в обычных условиях, без интерференции света. Исследование показало, что для всех полупрозрачных металлических слоев поглощение удваивается или приближается к нулю в зависимости от фазы интерференции. Для фильтрации оптического излучения пригодны полупрозрачные металлические слои, имеющие малый относительный сдвиг интерференционных полос и поглощение света близкое 50 % (например, полупрозрачные слои из хрома, вольфрама). Для этих слоев, в зависимости от фазы интерференции, поглощение слоя приближается к нулю или к полному поглощению. Этим слоям свойственен большой показатель преломления металла.

Разработаны конструкции (плоский и объемный варианты) нескольких ступеней узкополосного широкоугольного и перестраиваемого оптического фильтра на основе двухлучевых интерферометров с применением многократной по-

гдовательной двухлучевой интерференции света на полупрозрачных металли-гких слоях.

Для стабильности интерференционной картины основные оптические детали ¡кдой ступени склеиваются или закрепляются в единый жесткий каркас с воздушной зазорами. В эти зазоры вставляются юстировочные элементы и элементы ска-рования интерференционной картины. Вставные элементы работают на пропуске света, что способствует стабильности интерференционной картины. В такой /пени исходная воздушная разность хода в плечах ступени-интерферометра по-эянна. При перестройке ступени по длинам волн изменяется разность хода в стек-параллельным передвижением оптического клина. При этом стекло вытесняет здух. Расчет показывает, что в узкополосной ступени, когда полуширина полос опускания в окрестности красной линии водорода На (Х=6563 А) равна 0.1 А, для рестройки ступени с этой длины волны на линию Не1 10830 А достаточно увели-ния оптического хода в стекле на 0.3 мм. При перестройке ступени по спектру лыпое значение имеет также малая селективность полупрозрачных металлических оев, обеспечивающая примерное равенство интерферирующих лучей в широком ектральном диапазоне.

Отмечается важность и возможность создания автоматического контроля и под-ройки юстировки каждой ступени. Для этого удобно использовать второй свобод-ш вход в первый светоделительный элемент первой ступени. Лазерный луч запус-ется в этот второй вход и при этом проходит такой же путь в ступенях, как и сол-чное излучение. Для контроля юстировки ступени фильтра достаточно закрыть ин из двух лучей в каждой ступени кроме той, в которой производится контроль ггировки. На этом принципе может быть разработана система автоматического держания юстировки ступеней-интерферометров, когда юстировка сохраняется ¡ограниченное время.

Изготовлен рабочий макет одной склеенной ступени. Ее лабораторные испы-ния показали устойчивость юстировки в течение многих часов и даже дней, (стировка сохранялась также при умеренных механических воздействиях на упень (тряска, легкие удары). Проведены успешные испытания ступени на

Большом коронографе Саянской обсерватории. В качестве предварительного монохроматора использовался фильтр фирмы «Halle» на линию На с полушириной полосы пропускания 0.5 Ä. Ступень сужала полосу предварительного монохроматора до 0.3 А.

В четвертой главе приводятся результаты исследований крупномасштабных лучевых скоростей на диске Солнца. С использованием УПФ и метода двумерной спектроскопии получены карты распределения крупномасштабных лучевых скоростей на диске Солнца в верхней хромосфере в линии Hei 10830 А. Угловое разрешение карт после усреднения составляет около 40". Наблюдаются три зоны подъема хромосферной плазмы: экваториальная и две полярные. Все зоны значительного подъема приходятся на области слабой интенсивности внутренней короны, наблюдаемой в линии Fe IX-X 171 А на космической обсерватории SOHO.

Карты показывают опускание хромосферного вещества над активными областями, которое особенно отчетливо наблюдается в окрестности пятен и внутри факельных областей. Здесь лучевые скорости достигают значений 4 км/с. Проведено статистическое сравнение крупномасштабных лучевых скоростей, наблюдаемых в верхней хромосфере Солнца, с фотосферными продольными магнитными полями. Для сравнения использовались карты фотосферного продольного магнитного поля обсерватории Китт-Пик. Сравнение показывает, что сильным магнитным полям с 1Я1>100 Гс соответствуют только положительные лучевые скорости независимо от знака магнитного поля (рис. 2).

Произведена оценка полного потока массы, поднимающегося в крупномасштабных структурах верхней хромосферы, сделанная по карте лучевых скоростей за 5 июля 2002 г. Для этого найдена средняя скорость наблюдаемого подъема хромосферной плазмы на всем диске Солнца, равная 0.7 км/с. Плотность плазмы на уровне образования линии Hei 10830 А в поднимающихся областях, равная 1.4-109 протон/см3, взята из работы [9]. При оценке принята радиальная структура поля хромосфер-ных лучевых скоростей. Это вдвое увеличивает наблюдаемый по карте поток. Полный поток поднимающейся массы оценен в 2-1013 г/с. Незнание точной струк-

Ни, Гс

Рис. 2. Статистическое распределение крупномасштабных лучевых скоростей в верхней -ромосфере на диске Солнца за 4 июня 2002 г., полученное в линии Не1 10830 А, в зависимости от зпряженности магнитного поля.

¡уры лучевых скоростей может изменить оценку полного потока массы, но не бо--ее чем в два раза.

Затем произведена оценка всего потока массы в высокоскоростном солнечном етре на расстоянии орбиты Земли. Плотность потока массы высокоскоростного солнечного ветра на расстоянии 1 а.е. принята изотропной и равной 1.8108 протон/см'с. Эта величина взята также из работы [9]. Весь поток массы высокоскоростного солнечного ветра оценен как 8.410й г/с. Таким образом, найдено, что 4 % потока массы, поднимающегося в крупномасштабных структурах верхней хромосферы, достаточно ! для образования высокоскоростного солнечного ветра.

Полученные карты и приведенные оценки свидетельствуют о глобальной крупномасштабной циркуляции вещества в солнечной короне. Делается предположение, "то большая часть поднимающегося в крупномасштабных структурах хромосферы вещества не образует солнечный ветер, а проникает в гигантские магнитные арки

короны и стекает к их основаниям. Так можно объяснить избыток опускающейся плазмы, наблюдаемый в активных областях [10].

Найденное распределение лучевых скоростей и их связь с продольными фо-тосферными магнитными полями в основном совпадает с результатами исследований лучевых скоростей в избранных участках солнечной поверхности, полученными с использованием сканирования солнечной поверхности щелью в линии Н3 Са+ [11].

В пятой главе приводятся результаты детального изучения мощной солнечной вспышки балла ЗВ/М7.1, произошедшей 23 сентября 1998 г. в активной области NOAA 8340. На Горизонтальном солнечном телескопе Пулковской обсерватории с помощью УПФ получено около 150 фильтрограмм этой вспышки в центре линии Hei 10830 Ä с полушириной полосы пропускания 0.24 Ä.

Для анализа развития вспышки в начальной фазе, когда не было наблюдений в линии гелия, и в различных температурных диапазонах привлечены изображения вспышки в линиях CIV 1550 к и FeXII 195 Ä, полученные на космической обсерватории TRACE. Использованы также карты фотосферного продольного магнитного поля обсерватории Китт-Пик за несколько дат наблюдений до и после вспышки.

Линия Hei 10830 Ä образуется, как правило, в тонком оптическом слое, что позволяет просматривать всю хромосферу. Линия гелия удачно заполняет температурный пробел между хромосферными линиями видимого диапазона, образующимися при температуре до десяти тысяч градусов, и линиями высоких стадий ионизации различных элементов, наблюдаемыми в крайнем ультрафиолете и образующимися при температурах в сотни тысяч и миллионы градусов.

На рис. 3 приведены (слева направо) вид активной области в континууме и карта фотосферного продольного магнитного поля, полученная с помощью УПФ в линии Sil 10827 Ä за 46 мин до начала вспышки. Положительная полярность магнитного поля показана белым, отрицательная - черным. Далее приведены четыре фильтрограммы, полученные в центре линии Hei 10830 Ä, показывающие развитие

06:41 05:58 06:57

07:00 07:06 07:18

Рис. 3. Совпадение места общего основания арочных структур, видимых на фильтрограмме в линии гелия в 6h57ra (импульсная фаза вспышки), с участком фотосферы с большим градиентом продольного магнитного поля. Север примерно вверху, восток слева. Под каждым изображением указано всемирное время. Другие пояснения в тексте.

и перемещение основной эмиссионной зоны вспышки. Эта зона расположена на рис. 3 внизу слева.

На первой фильтрограмме в линии гелия, полученной в импульсной фазе вспышки в 6h57m, видно несколько абсорбционных арок. Их общее основание приходится на область, в которой наблюдается слабое для пятна продольное магнитное поле (меньше 200 Гс) с градиентом поля вдоль солнечной поверхности до 0.4 Гс/км. Такой градиент наблюдался даже при низком угловом разрешении (около 3") полученной карты. Это место расположено в нижней части участка полутени, разделяющего ядра основного пятна активной области, и показано стрелкой на всех приводимых на рис. 3 изображениях. Здесь же находится основание эмиссионной арки, разгоревшейся после 7 ч.

Многие наблюдательные факты позволяют сделать предположение, что во время этой вспышки происходила инжекция плазмы через основание арок в рас-

ширяющуюся магнитную аркаду. Прежде всего, это удаляющаяся от основания магнитной аркады основная эмиссионная зона, в которую направлены концы арок. Основание этой определенной по абсорбционным и эмиссионным аркам магнитной аркады совпадает с местом большого градиента продольного магнитного поля на фотосферном уровне. Предположение об инжекции плазмы в расширяющуюся магнитную аркаду объясняет возникновение, наблюдаемую форму и динамику основной эмиссионной зоны этой вспышки.

В заключении даны основные итоги разработки автором новых спектральных и узкополосных фильтровых приборов. Обсуждаются результаты применения этих приборов в солнечных исследованиях. Выражается благодарность сотрудникам опытного производства Пулковской обсерватории за помощь при создании рабочих макетов ИСС, УПФ и ступени фильтра на основе двухлучевого интерферометра. Выражается также благодарность друзьям-коллегам, советы и помощь которых помогли выполнить эту работу.

Публикации по теме диссертации

Статьи, опубликованные журналах, рекомендованных ВАК, выделены полужирным шрифтом.

К первой главе:

1. Кулагин Е.С. Диспергирующее устройство. Авторское свидетельство № 536403 // Бюл. изобретений... - 1976, № 43.

2. Кулагин Е.С. Спектральный резонатор как диспергирующий элемент спектрографа // Наблюдательные проблемы астрономии: Материалы Пятой всесоюзной астрономической конференции. - Л.: Наука, 1976. - С. 51-52.

3. Кулагин Е.С. Интерференционный спектрограф // Оптика и спектроскопия. - Л.: Наука, 1977. - Т. 42, Вып. 6. - С. 1188-1192.

4. Кулагин Е.С. Интерференционный солнечный спектрограф // Астрон. жури. -1980. - Т. 57, Вып. 1. - С. 200-210.

5. Кулагин Е.С. Интерференционный солнечный спектрограф // Исследования • геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - 1980. - Вып. 52. - С. 113-115.

6. Кулагин Е.С. Солнечный спектрограф высокой дисперсии // Исследования по омагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - 1983. - Вып. 64- С. 111-114.

7. Кулагин Е.С., Вяльшин Г.Ф. Деполяризация л-компонентов линий Fel 6213 и 6336 А в спектре солнечных пятен // Бюл. «Солнечные данные». - 1981, № 9.

97-102.

8. Kulagin E.S., Papushev P.G. The optical design of the interference spectrometer th high resolving power for solar infrared // Proc. of the Fifteenth National Solar Ob-rvatory / Sacramento Peak Summer Workshop "Infrared Tools for Solar Astrophys-

What's next?", held Sunspot, New Mexico, USA 19-22 September, 1994 / Ed. by

Kuhn, M.J. Penn. -1994. - P. 243-246.

Ко второй главе:

9. Кулагин Е.С. Наблюдения фотосферных магнитных полей с помощью уз-полосного перестраиваемого фильтра // Бюл. «Солнечные данные». - 1990, № 2. С. 92-97.

10. Кулагин Е.С. Узкополосный перестраиваемый фильтр для наблюдений злнца // Кинематика и физика небесных тел. - 1992. - Т. 8, № 1. - С. 24-35.

11. Кулагин Е.С. Абсорбционные структуры активных областей на диске Солн-i в линии D3 гелия, невидимые в На И Изв. КрАО. - 1995. - Т. 92. - С. 70-76.

12. Кулагин Е.С. Узкополосный перестраиваемый оптический фильтр // птический журнал. - 1997. - Т. 64, № 8. - С. 14-19.

13. Kulagin E.S. The narrow-band tunable solar filter for the near-infrared ectral region // Solar Phys. -1999. - V. 188, N 1. - P. 81-87.

14. Кулагин Е.С. Двумерная спектроскопия Солнца // Труды Всероссийской 1нференции «Многоволновые исследования Солнца и современные проблемы солкой активности». - Нижний Архыз: Изд-во СО РАН, 2007. - С. 596-613.

15. Кулагин Е.С. Перспективная двумерная солнечная спектроскопия // Труды :ероссийской астрономической конференции «ВАК-2007». - Казань: КГУ, 2007. С. 139-141.

К третьей главе:

16. Кулагин Е.С., Меркулов А.В. Влияние фазы интерференции на поглощение света полупрозрачным металлическим слоем // Оптика и спектроскопия. - 1967. - Т. 29, Вып. 3. - С. 587-593.

17. Кулагин Е.С. Многократная последовательная двухлучевая интерференция света на полупрозрачном металлическом слое И Оптический журнал. - 2003. - Т. 70, № 6. - С. 72-75.

18. Кулагин Е.С. Широкоугольные узкополосные ступени оптического фильтра на основе многократной последовательной двухлучевой интерференции света // Солнечно-земная физика. - 2004. - Вып. 6. - С. 151-152.

19. Межпланетная солнечная стереоскопическая обсерватория / В.М. Григорьев, Е.С. Кулагин и др. // Оптический журнал. - 2006. - Т. 73, № 4. - С. 43-48.

20. Кулагин Е.С. Связь относительного сдвига интерференционных полос и поглощения света полупрозрачным металлическим слоем в двухлучевом интерферометре // Оптический журнал. - 2008. - Т. 75, JVs 3. - С. 83-88.

21. Кулагин Е.С. Узкополосные широкоугольные перестраиваемые ступени оптического фильтра (на основе двухлучевых интерферометров с полупрозрачными металлическими слоями) // Оптический журнал. - 2010. - Т. 77, № 10. - С. 78-84.

К четвертой главе:

22. Кулагин Е.С., Куприянов В.В. Крупномасштабная структура хромосферных лучевых скоростей на диске Солнца по наблюдениям методом двумерной спектроскопии в линии Не1 10830 А // Солнечно-земная физика. - 2004. - Вып. 6. - С. 64-67.

23. Kulagin E.S., Kouprianov V.V. Large-scale structure of the chomospheric Doppler velocities on the solar disk from 2D-spectroscopy within the Hel 10830 A line // Solar Phys. - 2004. - V. 219, N 1. - P. 79-86.

24. Kulagin E.S., Kouprianov V.V. Statistical study of the large-scale structure of the chromosperic Doppler velocities from 2D-spectroscopy within the Hel 10830 A line // Proc. IAU Symposium No. 223, held 14-19 June 2004. Saint Petersburg, Russia. - Cambridge University Press, 2004. - P. 637-638.

К пятой главе:

25. Кулагин Е.С., Папушев П.Г., Чупраков СЛ. Анализ явлений, наблюдавших-я в процессе развития вспышки балла ЗВ 23 сентября 1998 г. по фильтрограммам в инии Не1 10830 А // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 2001.-Вып. 113.-С. 109-119.

26. Kulagin E.S., Papushev P.G., Chuprakov S.A. Multi-wavelength analysis of he importance 3B/M7.1 flare on September 23 1998 // Proc. IAU Symposium No. 23, held 14-19 June 2004. Saint Petersburg, Russia. - Cambridge University Press. 2004. - P. 639-640.

27. Кулагин E.C. Мощная вспышка класса 3B/M7.1 23 сентября 1998 года и ин-секция плазмы в расширяющуюся магнитную аркаду // Труды IX Пулковской меж-ународной конференции «Солнечная активность как фактор космической погоды». Шб.: ГАО РАН, - 2005. - С. 527-532.

Цитируемая литература

1. Скоморовский В.И., Иоффе С.Б. Монохроматические фильтры для наблюде-мй Солнца // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - 1980. ■ Вып. 52. - С. 128-149.

2. Bonaccini D., Righini A., Cavallini F„ Ceppatelli G. High resolution solar bidimen-ional spectroscopy with a Universal Birefringent Filter in tandem with a Fabiy-Perot inter-erameter // Astron. Astrophys. - 1989. - V. 217, N 2. - P. 368-374.

3. Bendlin C„ Volkmer R., Kneer F. A new instrument for high resolution, two-limensional solar spectroscopy // Astron. Astrophys. - 1992. - V. 257, N 2. - P. 817-823.

4. Covallini F. IBIS: A new post-focus instrument for solar imaging spectroscopy // ¡olar Phys. - 2006. - V. 236, N 2. - P. 415^139.

5. Scherrer P.H., Bogart R.S., Bush R.I., et al. The solar oscillations investigation -Michel son Doppler Imager// Solar Phys. - 1995. - V. 162, N 1-2. - P. 143-154.

6. Нагибина И.М., Михайловский Ю.К. Фотографические и фотоэлектрические спектральные приборы и техника эмиссионной спектроскопии. - JL: Машиностроение, 1981.-С. 78-79.

7. Лебедева В .В. Экспериментальная оптика. - М.: Изд-во МГУ, 1994. - С. 281.

8. Title А.М., Ramsey Н.Е. Improvements in birefringent filters. 6: Analog birefringent elements // Applied Optics. - 1980. - V. 19, N 12. - P. 2046-2058.

9. Dupree A.K., Penn M.J., Jones H.P. Hel 10830 A wing asymmetry in polar coronal holes: Evidence for radial outflows // Astrophys. J. - 1996. - V. 467. - P. L121-L124.

10. Brueckner G.E. The dynamic of active regions // Solar Active Regions. A Monograph from Skylab Solar Workshop HI / Ed. by F.Q. Orrall. - Boulder: Colorado Associated University Press, 1981. - P. 113-127.

11. Степанов B.E. Движение Ca* в хромосфере и связь движения с магнитными полями // Изв. КрАО. - 1960. - Т. 23. - С. 184-211.

Отпечатано в издательском отделе ИСЗФ СО РАН Заказ № 124 от 13 марта 2012 г. Объем 31 с. Тираж 170 экз.