НИИ Крымская астрофизическая обсерватория

СОЛНЕЧНЫЕ ШУМОВЫЕ БУРИ (обзор 4-х докладов) Ю.Ф.Юровский

ДОКЛАДЫ:1. Нановспышки и спектр всплесков солнечных шумовых бурь 2. Продолжительность излучения и энергия импульсов 3. Флуктуации интенсивности из-за случайной рефракции радиоволн 4. Шумовая буря на волне 1 м во время затмения 29 марта 2006 г

Солнце извергает потоки плазмы, воз-действующие на зем-ные процессы

С периодом 11 лет меняется толщина годичных колец деревьев. Это свидетельствует о влиянии солнечной активности на биосферу.

Радиоволны выходят с уровня, где частота волны становится меньше ленгмюровской. Поэтому в короне, где формируется корпускулярный поток, генерируются излучение метровогодиапазона волн.

Чаще всего на этих волнах наблюдаются шумовые бури – повышенное сильно флуктуирующее радиоизлучение.

Следовательно, шумовые бури являются чувствительныминдикатором физических условий в зоне формированиягеоэффективных корпускулярных потоков.

Источник информации о состоянии солнечной короны

Шумовой бурей называют повышенное (фон) флуктуирующее (всплески) радиоизлучение продолжительностью от нескоькихчасов до двух недель.

Яркостная температура в миллиарды градусов свидетельствует о нетепловом происхождении шумовых бурь. Следовательно, ониявляются индикаторам либо непрерывного ускорения заряженныхчастиц, либо постоянного существоваания ударных волн

Стандартный Фурье-анализ пока-зал, что спектр ШБ, наблюдав-шихся в КрАО в 2001-2002 гг,действительно не плоский, а гипе-рболический. Из этого следует, чтоизлучение ШБ состоит в основном из долгоживущих, а не коротких всплесков.(Юровский Ю.Ф. Изв.КрАО, 2003,т.99, с.92-100).

Измерение энергии свидетельствует, что 95% энергии ШБизлучается в виде долгоживущих всплесков и только 3-5% приходится на долю коротких продолжительностью ~1 сек.

Предполагается (Parker E.N. Ap.J. 1988.V.330. P.474-479), что активные областикороны нагреваются мелкомасшабнымивспышечно-подобными процессами, называемы-ми нановспышками.По мнению Мерсье и Тротье (1997) радио-всплески могут быть индикатором этих нановспышек.

Mercier C., Trottet G. CORONAL RADIO BURSTS: A SIGNATURE OF NANOFLARES? // Astrophys.Journal.1977. V.474. L.65-L68.

Brown D.S. at all, Solar Phys.V.201/2.p.305. Fe IX, Fe XII, X-ray, magnetogram

Рис.1. Распределение амплитуд всплесков (Мерьсе и Тротье,1997)

пропорционален частоте флуктуаций (гиперболический спектр),в то время как спектр коротких импульсов от нановспышек должен быть плоским.

Мерсье и Тротье приводят распределениеамплитуды всплесков 10-ти ШБ. Заметим, что по оси ординат отложено количествовсплесков за интервал наблюдений, т.е. ихчастота следования.Следовательно, гистограмма определяет взаимосвязь частоты и амплитуды всплес-ков. Путем замены осей ее можно превра-тить в стандартный Фурье-спектр. В резу-льтате выясняется, что по измерениям Мерье и Тротье спектр мощности флуктуаций интенсивности ШБ обратно

Рассеяние радиоволн в короне давно известно и используется для изучения межпланетной среды.Излучение источника шумовой бури также пересекает корону, поэтому для оценки видимых размеров источника многими авторами учитывались эффекты рассеяния.Однако неизбежное при этом возникновение амплитудной модуляции не рассматривалось.

РАССЕЯНИЕ РАДИОВОЛН В КОРОНЕ

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

ЕСЛИ СИГНАЛ СОСТОИТ ИЗ СУММЫ РАССЕЯННЫХ ЛУЧЕЙ,ТО ИНТЕНСИВНОСТЬ НА ВЫХОДЕ РАДИОТЕЛЕСКОПА ДОЛЖНА ИМЕТЬ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ШУМОВЫХ БУРЬ

Эмпирическое распределениевычисляется как относительноевремя пребывания реализациив равновеликих интервалах, накоторые разделен весь диапазонизменения случайной величины.

Распределение интенсивности 10-ти шумовых бурь, наблюдав-шихся в 2001-2002 г, оказалось близким к экспоненциальному закону.

Следовательно, флуктуации шумовойбури могут быть результатом рассея-ния радиоизлучения на неоднородно-стях электронной плотности короны

НАБЛЮДЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО ЗАТМЕНИЯ 29 МАРТА 2006 Г НА ВОЛНЕ 1 м

Ю.Ф.Юровский

НИИ Крымская астрофизическая обсерватория

Наблюдения проводились в лаборатории радио-астрономии НИИ Крымская астрофизическая обсерватория в п. Кацивели

Во время затмения диск Луны постепенно закрывает Солнце и происходящие при этом изменения потокахарактеризуют свойст- ва радиоизлучающих участков.Положение Луны изве-стно с высокой точно-

стью, поэтому затмения обеспечивают высокое угловое и позиционное разрешение

РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ НЕВОЗМУЩЕННОГО СОЛНЦА

Радиорадиус Солнца оказался равен Rd=1.12 R, яркостная температура невозмущенных участков - Тd=(0.6 0.06)106 К

ЛОКАЛЬНЫЕ РАДИОИСТОЧНИКИВ день затмения на диске Солнца было две группы пятен.

На сантиметровых волнах по данным радиогелиографа Nobejama (длина волны 1.76 см) над ними находились локальныеисточники радиоизлучения

Источник над лимбовой группой появился после затмения

Если это связано с его восходомнад радиогоризонтом, образо-ванным рефракцией в короне,то источник был на высоте56 103 км от фотосферы, где электронная концентрация равна 1014 м-3

РЕФРАКЦИОННОЕ СМЕЩЕНИЕ РАДИОИСТОЧНИКА

Максимум на волне 1 м смещенна 0.96' к центральному меридиану относительно максимумана более короткой волне 12 см. По-видимому, смещение выз-вано рефракцией в короне, расчетная величина которой 0.8'.

ВЫВОДЫ ПО ДОКЛАДАМ:

1. Нановспышки и спектр всплесков солнечных шумовых бурь2.Продолжительность излучения и энергия импульсов

1.Спектр любой шумовой бури не плоский, а гиперболический и монотонный, что свидетельствует об отсутствии периоди- ческих или резонансных свойств источника излучения.3. Суммарная энергия всех коротких всплесков составляет лишь 3-5% полной энергии всплескового компонента. Остальные 95% энергии излучаются в виде долгоживущих всплесков.4.Следовательно, общепринятая гипотеза образования ШБ из крат-ковременных всплесков I типа противоречит наблюдениям.5.Механизм излучения ШБ должен обеспечивать одновременную генерацию колебаний интенсивности (всплесков) длительностью от долей секунды до 300 с.

3. Флуктуации интенсивности из-за случайной рефракции радиоволн в короне

1. Общепризнанный факт рассеяния радиоволн на неоднородно-стях электронной плотности короны неизбежно сопровождается возникновением флуктуаций интенсивности рассеянного сигнала.2. Согласно выводам теории вероятности распределение интен-сивности рассеянного сигнала описывается экспоненциальным законом.3. Эмпирическое распределение интенсивности большинствашумовых бурь также удовлетворительно описывается экспо-ненциальным законом.4. Перечисленные факты свидетельствуют в пользу справедли-вости гипотезы образования всплескового компонента шумовых бурь в результате рассеяния излучения точечного источника квазипостоянного уровня на неоднородностях короны.

РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ ЗАТМЕНИЯ•Радиорадиус Солнца на волне 1 м составлял Rd=1.12 R. •Яркостная температура была равна Тd=(0.6 0.06)106 К.•Ядро источника шумовой бури имело размер 1.3' и яркостную температуру Tb=16 106 К.•Над лимбовой группой пятен наблюдалось излучение корональной конденсации с температурой (1-2)106 К, выходившее за пределы видимого солнечного диска на 2.7'.•Если появление яркого ядра в лимбовом источнике связано с его выходом из-за радиогоризонта, то на высоте 56 103 км электронная концентрация была равна 1014 м-3 (108 см-3).•Измерено рефракционное смещение, величина которого 0.96' близка к расчетному значению 0.8'.