ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПРЕДВЕСТНИКОВ СЕРИИ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК В АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ NOAA 12230 9 ДЕКАБРЯ 2014 г.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Вопрос о природе предвестников солнечных вспышек, а также об их взаимосвязи с последующими вспышками, до сих пор не имеет однозначного ответа. Это обусловлено, в частности, недостатком систематических статистических работ, относительной неполнотой (в отрыве от контекста развития всей активной области) исследований отдельных событий и неоднозначностью самого термина “предвестник”. В настоящей работе рассматривается динамика активной области (АО) NOAA 12230, в которой 9 декабря 2014 года в течение 12 часов произошла серия гомологических вспышек (С5–С9) со средней скважиостью около 2 часов. Эта АО отличалась быстрым ростом вспышечной активности с последующим быстрым спадом, что может рассматриваться как хороший пример для изучения потенциальных предвестников серий вспышек. Мы исследуем эволюцию АО NOAA 12230 в течение относительно длительного периода (несколько дней) и ее переход из состояния “без вспышек” во вспышечно-активный режим. Для этого мы изучаем динамику магнитного поля с помощью магнитограмм SDO/HMI, ультрафиолетовых изображений по данным SDO/AIA, рентгеновских наблюдений по данным GOES/XRS и RHESSI. Таким образом, мы выделили несколько фаз развития АО с точки зрения динамики магнитного поля и всплесковой/вспышечной активности. Предложен метод построения часовых интегральных карт УФ-вариандий (уярчений) по данным AIA 1600 A. Мы пришли к выводу, что значительное увеличение вариаций хромосферного излучения на фоне малого потока мягкого рентгеновского и ультрафиолетового излучения из короны, наблюдавшееся 8 декабря 2014 года, вместе со всплытием магнитного потока может рассматриваться как предвестник серии вспышек. Также проведен анализ появления рентгеновских источников слабых всплесков перед серией вспышек. Показано, что рентгеновские всплески развивались в тех же плазменных структурах, где и будущие вспышки. Полученные результаты показывают важность и перспективность применения новых методов синоптических наблюдений Солнца в контексте сбора статистики (“истории”) энерговыделения АО в разных диапазонах электромагнитного спектра. Другими словами, важно отслеживать не только динамику структуры магнитного поля, но и то, как АО выделяет запасенную магнитную энергию. Комплексный подход позволит разработать новые методы прогноза вспышек: возможно, лучше, чем просто учет структуры магнитного поля.

Об авторах

Г. Г. Моторина

Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН (ГАО РАН); Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)

Email: g.motorina@yandex.ru
Санкт-Петербург, Россия; Москва, Россия

И. Н. Шарыкин

Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)

Москва, Россия

И. В. Зимовец

Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)

Москва, Россия

А. С. Моторин

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО)

Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 286 с. 1979.
  2. Abramov-Maximov V.E., Borovik V.N., Opeikina L.V., et al. Precursors of the solar X flare on march 29, 2014, in the active region NOAA 12017 based on microwave radiation and magnetographic data // Sol. Phys. V. 290. P. 53. 2015.
  3. Abramov-Maximov V.E., Bakunina I.A. Signs of preparation of solar flares in the microwave range // Ge&Ac. V. 62. No. 7. P. 895–902. 2022.
  4. Awasthi A.K., Jain R., Gadhiya P.D., et al. Multiwavelength diagnostics of the precursor and main phases of an M1.8 flare on 2011 April 22 // MNRAS. V. 437. I. 3. 2249. 2014.
  5. Awasthi A.K., Liu R., Wang H., et al. Pre-eruptive magnetic reconnection within a multi-flux-rope system in the solar corona // Astrophys. J. V. 857. I. 2. 124. 2018a.
  6. Awasthi A.K., Rudawy P., Falewicz R., et al. Chromospheric response during the precursor and the main phase of a B6.4 flare on 2005 August 20 // Astrophys. J. V. 858. I. 2. 98. 2018b.
  7. Bakunina I.A., Melnikov V.F., Morgachev A.S. Preflare dynamics of microwave and ultraviolet emission in active regions of the Sun // Astrophysics. V. 63. I. 2. 252. 2020a.
  8. Bakunina I.A., Melnikov V.F., Morgachev A.S. Signs of preflare situation in solar ultraviolet and microwave emission // Ge&Ac. V. 60. I. 7. 853. 2020b.
  9. Bakunina I.A., Melnikov V.F., Solov'ev A.A., et al. Intersunspot microwave sources // Sol. Phys. V. 290. I. 1. 37. 2015.
  10. Cheng X., Ding M.D., Zhang J., et al. On the relationship between a hot-channel-like solar magnetic flux rope and its embedded prominence // Astrophys. J. V. 789. I. 2. L35. 2014.
  11. Chifor C., Mason H.E., Tripathi D., et al. The early phases of a solar prominence eruption and associated flare: a multi-wavelength analysis // Astron. and Astrophys. V. 458. I. 3. 965. 2006.
  12. Chifor C., Tripathi D., Mason H.E., et al. X-ray precursors to flares and filament eruptions // Astron. and Astrophys. V. 472. I. 3. 967. 2007.
  13. Dudik J., Polito V., Janvier M., et al. Slipping magnetic reconnection, chromospheric evaporation, implosion, and precursors in the 2014 September 10 X1.6-class solar flare // Astrophys. J. V. 823. I. 1. 41. 2016.
  14. Fursyak Yu.A., Abramenko V.I., Kutsenko A.S. Dynamics of electric current's parameters in active regions on the Sun and their relation to the flare index // Astrophysics. V. 63. I. 2. 2020.
  15. Gibson S.E., Fletcher L., Del Zanna G., et al. The structure and evolution of a sigmoidal active region // Astrophys. J. V. 574. I. 2. 1021. 2002.
  16. Hannah I.G., Kontar E.P. Differential emission measures from the regularized inversion of Hinode and SDO data // A&A. V. 539. Id. A146. P. 14. 2012.
  17. Hernandez-Perez A., Su Y., Thalmann J., et al. A hot cusp-shaped confined solar flare // Astrophys. J. V. 887. I. 2. L28. 2019.
  18. Huang N., Xu Y., Sadykov V.M., et al. Spectral Diagnosis of Mg II and Hα lines during the Initial Stage of an M6.5 Solar Flare // Astrophys. J. V. 878. I. 1. L15. 2019.
  19. Hurford G.J., Schmahl E.J., Schwartz R.A., et al. The RHESSI imaging concept // Sol. Phys. V. 210. I. 61. 2002.
  20. Jeffrey N.L.S., Fletcher L., Labrosse N., et al. The development of lower-atmosphere turbulence early in a solar flare // Science Advances. V. 4. I. 12. 2794. 2018.
  21. Jiang C., Wu S.T., Feng X., et al. Formation and eruption of an active region sigmoid. I. A study by nonlinear force-free field modeling // Astrophys. J. V. 780. 55. 2014.
  22. Kai K., Nakajima H., and Kosugi T. Radio observations of small activity prior to main energy release in solar flares // Publ. Astron. Soc. Japan. V. 35. I. 2. 285. 1983.
  23. Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J. et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO) // Sol. Phys. V. 275. I. 1–2. P. 17–40. 2012.
  24. Lin R.P., Dennis B.R., Hurford G.J., et al. The Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) // Sol. Phys. V. 210. I. 1. P. 3–32. 2002.
  25. Mitra P.K. and Joshi B. Preflare processes, flux rope activation, large-scale eruption, and associated X-class flare from the active region NOAA 11875 // Astrophys. J. V. 884. 46. 2019.
  26. Motorina G.G., Tsap Yu.T., Smirnova V.V., et al. Preimpulsive and impulsive phases of the sub-terahertz flare of March 28, 2022 // Ge&Ac. V. 63. I. 8. P. 1218–1223. 2023.
  27. Nechaeva A.B., Zimovets I.V., Zubik V.S., et al. Evolution of characteristics of vertical electric current and magnetic field in active regions of the Sun and their relation to powerful flares // Ge&Ac. V. 64. I. 2. P. 150–171. 2024.
  28. Nindos A., Patsourakos S., Vourlidas A., et al. How common are hot magnetic flux ropes in the low solar corona? A statistical study of EUV observations // Astrophys. J. V. 808. 2. 117. 2015.
  29. Ohyama M. and Shibata K. Preflare heating and mass motion in a solar flare associated with hot plasma ejection: 1993 November 11 C9.7 flare // Publ. Astron. Soc. Japan. 49. 249. 1997.
  30. Scherrer P.H., Schou J., Bush R.I., et al. The Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) investigation for the Solar Dynamics Observatory (SDO) // Sol. Phys. V. 275. I. 1–2. 207. 2012.
  31. Sharykin I.N., Zimovets I.V., and Myshyakov I.I. Flare energy release at the magnetic field polarity inversion line during the M1.2 solar flare of 2015 March 15. II. Investigation of photospheric electric current and magnetic field variations using HMI 135 s vector magnetograms // Astrophys. J. V. 893. I. 2. 159. 2020.
  32. Shohin T.D., Charikov Yu.E., Shabalin A.N. Ultraviolet and X-ray precursors of solar flares // Ge&Ac. V. 64. I. 8. P. 1386–1394. 2024.
  33. Tan B., Yu Z., Huang J., et al. Very long-period pulsations before the onset of solar flares // Astrophys. J. V. 833. I. 2. 206. 2016.
  34. Toriumi S., Wang H. Flare-productive active regions // Living Rev. Sol. Phys. V. 16. 3. 2019.
  35. Tsap Yu.T., Motorina G.G. Flare plasma diagnostics from X-Ray and Ultraviolet observations // Ge&Ac. V. 57. I. 7. 2017.
  36. Uralov A.M., Grechnev V.V., Rudenko G.V., et al. Microwave neutral line associated source and a current sheet // Sol. Phys. V. 249. I. 2. 315. 2008.
  37. Van Driel-Gesztelyi L. and Green L.M. Evolution of active regions // Living Rev. Sol. Phys. V. 12. I. 1. 2015.
  38. Van Hoven G., Hurford G.J. Solar flare precursors // ASR. V. 6. I. 6. 1986.
  39. Wallace A.J., Harra L.K., Van Driel-Gesztelyi L., et al. Pre-flare flows in the corona // Sol. Phys. V. 267. I. 2. 2010.
  40. Wang H., Liu C., Ahn K., et al. High-resolution observations of flare precursors in the low solar atmosphere // Nature Astronomy. V. 1. 0085. 2017.
  41. White S.M., Thomas R.J., Schwartz R.A. Updated expressions for determining temperatures and emission measures from Goes soft X-ray measurements // Sol. Phys. V. 227. I. 2. 231. 2005.
  42. Woods M.M., Harra L.K., Matthews S.A., et al. Observations and modelling of the pre-flare period of the 29 March 2014 X1 flare // Sol. Phys. V. 292. I. 2. 38. 2017.
  43. Wu Z., Chen Y., Huang G., et al. Microwave imaging of a hot flux rope structure during the pre-impulsive stage of an eruptive M7.7 solar flare // Astrophys. J. V. 820. I. 2. L29. 2016.
  44. Zhang J., Cheng X., and Ding M.-D. Observation of an evolving magnetic flux rope before and during a solar eruption // Nature Communications. V. 3. Id. 747. 2012.
  45. Zhang Y., Tan B., Karlicky M., et al. Solar radio bursts with spectral fine structures in preflares // Astrophys. J. V. 799. I. 1. Id. 30. 2015.
  46. Zhdanov A.A., Charikov Y.E. Power spectrum analysis of preflare solar X-rays // Soviet Astronomy Letters. V. 11. 88. 1985.
  47. Zhou G.P., Zhang J., and Wang J.X. Observations of magnetic flux-rope oscillation during the precursor phase of a solar eruption // Astrophys. J. L. V. 823. I. 1. L19. 2016.
  48. Zimovets I.V., Nechaeva A.B., Sharykin I.N., et al. Sources of long-period X-ray pulsations before the onset of solar flares // Ge&Ac. V. 62. I. 4. 356. 2022.
  49. Zimovets I.V., Sharykin I.N., Kaltman T.I., et al. Preflare X-ray pulsations with sources outside the main flare active region // Ge&Ac. V. 63. I. 5. 513. 2023.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).