ИНДУКЦИОННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, ГЕНЕРИРУЕМОЕ ФОТОСФЕРНОЙ

КОНВЕКЦИЕЙ, И УСКОРЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ В КОРОНАЛЬНЫХ

МАГНИТНЫХ ПЕТЛЯХ

В.В. ЗайцевИПФ РАН, г. Нижний Новгород, Россия,

za130@appl.sci-nnov.ru

Классификация

Большие вспышки: общее энерговыделение ≤ 1033 эрг

Микровспышки: общее энерговыделение ~ 1027 эрг

Нановспышки: общее энерговыделение ~ 1024 эрг

I.G.Hannah, et al., 2011, Space Sci.Rev.,159, 263-300 “Microflares and the Statistics of X-ray Flares” (review of RHESSI data)

Frequency distribution ofthe peak 1–8 Å SXR GOES fluxof 49,409 flares between 1976

and 2000 (Veronig et al. 2002a).

Cxxf );(

Распределение числа вспышек по энергиям

Свойства микровспышек (RHESSI)

Ассоциация с активными областями.

Излучение: Нα, HXRs , SXRs , всплески III типа

Локализация: компактные магнитные петли (средняя длина ~ 2×109 см, ширина ~ 7×108 см)

Энерговыделение ~ 10^26 -10^27 эрг

Средняя длительность: ~ 5 мин

Тепловая и нетепловая энергии микровспышек одного порядка

Микровспышки по своим свойствам практически не отличаются от обычных вспышек за исключением энергетики и меньшей длительности.

Магнитная петля как эквивалентный электрический контур

0)(

1])([

1~

~

12

12

~2

2 I

ICt

I

rc

lVIR

t

IL

cr

iLRC mncr

I

ILC

c

22

2

02/3

0 )2(

1

)(2 Hz12 1010

AI 1211 1010

t

I

c

LdlE z

2||

lcr

IhVE

21

00

2

~

Ма

Генерация индукционных электрических полей при фотосферных осцилляциях

III 0

)sin( tVVVr 50

15

1

0 Lr

Vl

I

I m

Осцилляции скорости фотосферной конвекции

Модуляция электрического тока

Генерация индукционного электрического поля

)cos()cos(£

tEtrc

IlVEz 505

12

01

z21

rr Icr

hV

c

hBV

Влияние фотосферных осцилляций на частоту модуляции микроволнового излучения корональных магнитных петель

Ускорение электронов индукционными электрическими полями

))cos()cos(

exp(, /

t

y

t

yynn eiS

55

83

42350

10 )/( EEy D

Зависимость скорости образования быстрых электронов от координаты вдоль

петли

Темп ускорения

основание вершина

смвE /),( 50 10130 48 1051103 ,/TnED в/см

Энергетика микровспышек

3101 10 cmn KT 6

1 102

1 scmV 410 41051 , 41002 , 41003 , eVe 310850 , 31023 , 3

1024 ,31028 , ergWe221028 , 251032 , 261073 , 281051 , 13 scmergH 61082 , 31008 , 21031 ,50,

391 105 cmn KT 6

1 102

1 scmV 410 41051 , 41002 , 41003 , eVe 31032 , 31014 , 31085 , 31088 , ergWe

251098 , 271003 , 281002 ,

291051 ,

25.

1 scmV

eVe

ergWe

410 41051 , 41002 , 41003 ,

310850 , 31023 ,3

1024 , 31028 ,

251032 , 261073 , 281051 ,

1 scmV

eVe

ergWe

410 41051 , 41002 , 41003 ,

31032 , 31014 , 31085 , 31088 ,

251098 , 271003 , 281002 , 291051 ,

V - амплитуда осццилляций скорости

e - энергия ускоренных электронов

eW

нагрев плазмы микровспышками

42170

41

1583

111225 y

yL

syn

Lr

WH aa

ec

e exp, /

секH -3смэрг110 1

KLHT 74721 54 //

3717491 1044 cmLHn //,

Условие нагрева1410511 scmV ),(

erg2726 1010 Энергия ускоренных электронов

Температура в вершине петли

Концентрация плазмы в вершине

Функция нагрева

HTns

TT

s e

)(22/5 Уравнение теплового баланса

Дифференциальная мера эмиссии как функция температуры для свободной от вспышек активной области AR 10955 (S09W30) 13

мая 2007, 1800 UT. Правая часть рисунка – моделирование нагрева указанной активной области микровспышками (Schmelz J.T. et al., Hinode X-Ray Telescope Detection of Hot Emission from

Quiescent Active Regions: A Nanoflare Signature?, Astrophys.J.//2009a, V.693, L131.)

Двухкомпонентная мера эмиссии

Выводы- Показано, что квазипериодические изменения тока, вызванные 5-минутными колебаниями, сопровождаются генерацией индукционного электрического поля, что приводит к периодическому ускорению частиц с периодом, приблизительно равным половине периода 5-минутных колебаний.

-Ускоренные частицы, сталкиваясь с плазмой, отдают ей свою энергию, что приводит к нагреву корональных магнитных петель и поддержанию относительно высокой температуры в течение длительного времени. Этот процесс можно рассматривать как нагрев корональных магнитных петель микровспышками, инициированными 5-минутными осцилляциями скорости фотосферной конвекции.

-Функция нагрева становится порядка потерь на излучение и, следовательно, возможен нагрев плазмы энергичными электронами, если амплитуда горизонтальной составляющей скорости в фотосферных осцилляциях достигает значений , что меньше средних значений скорости фотосферной конвекции (около ).

1410511 scmV ),(

14103 scm

Публикации:

В.В. Зайцев, К.Г. Кислякова , А.Т. Алтынцев , Н.С. Мешалкина, Необычная предвспышечная модуляция микроволнового излучения в корональных магнитных петля, 2011, Известия вузов. Радиофизика, Т. 54, 243-259.

K. Kislyakova, V.V. Zaitsev, A.T. Altyntsev, N.S. Meshalkina, Dynamika of yhe electric currents in the flaring coronal magnetic loops, 2011, Thes.of the European Week of Astronomy and Space Science, JENAM-2011. July 4-8, 2011, Saint-Petersburg, Russia, P 41.

К. Г. Кислякова, Проявление микровспышек в модуляции микроволнового излучения корональных магнитных петель, 2011, Известия вузов.Радиофизика, Т. 54, № 11, С. 799–815.

В.В. Зайцев, Проблема нагрева корональной плазмы, 2011, Геомагнетизм и аэрономия, Т.17, С.11-15.

В.В. Зайцев, К.Г. Кислякова, Микровспышки, возникающие при осцилляциях скорости фотосферной конвекции, Труды Всероссийской конференции «Солнечная и солнечно-земная физика – 2012», Санкт-Петербург, 2012, С.197-200.