Математическое моделирование формирования предвспышечного сигнала в условиях солнечной атмосферы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследуется развитие неустойчивости Паркера в коротковолновой части спектра колебаний крупномасштабных магнитных полей (волновое число $m>20$) в верхних слоях конвективной зоны Солнца. Вследствие резкой нелинейности подъема верхней части магнитной арки формируется иглообразный профиль, пронизывающий солнечную атмосферу с гиперзвуковой скоростью. При подъеме магнитного поля фотосферные слои и хромосфера испытывают резкий вертикальный удар, что приводит к генерации цуга круговых расходящихся ударных волн, распространяющихся вдоль солнечной поверхности. Данное явление уверенно регистрируется современными наблюдательными средствами и получило название «солнцетрясения». Начало генерации расходящихся ударных волн является предвестником вспышечной активности в пределах активной области солнечной атмосферы. В работе получены численные оценки пространственного и временного разрешения регистрирующей аппаратуры, необходимого для детального изучения подъема магнитного поля с гиперзвуковыми скоростями в хромосфере Солнца.

Об авторах

Дмитрий Валерьевич Романов

Красноярский государственный педагогический университет им. В. П. Астафьева

Автор, ответственный за переписку.
Email: d-v-romanov@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-4982-5973
Scopus Author ID: 7005015022
https://www.mathnet.ru/person183792

кандидат физико-математических наук; доцент; каф. информатики и информационных технологий в образовании

Россия, 660049, Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89

Константин Валерьевич Романов

Красноярский государственный педагогический университет им. В. П. Астафьева

Email: k-v-romanov@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-7320-2517
Scopus Author ID: 56517878500
https://www.mathnet.ru/person183791

кандидат физико-математических наук; доцент; каф. математики и методики обучения математике

Россия, 660049, Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89

Валерий Александрович Романов

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Email: valeriy.a.romanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9876-0822
Scopus Author ID: 57197104739
https://www.mathnet.ru/person183794

доктор физико-математических наук; профессор; каф. математической кибернетики и компьютерных наук

Россия, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83

Евгений Александрович Степанов

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Email: ev_stepanof@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2050-2724
Scopus Author ID: 57224766992
https://www.mathnet.ru/person203707

аспирант; каф. математической кибернетики и компьютерных наук

Россия, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83

Антон Андреевич Лебедев

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Email: maiorovaleks94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8241-1916
https://www.mathnet.ru/person203708

аспирант; каф. математической кибернетики и компьютерных наук

Россия, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83

Владимир Алексеевич Маскаев

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Email: maskaev-01@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-3754-6902
https://www.mathnet.ru/rus/person230212

аспирант; каф. математической кибернетики и компьютерных наук

Россия, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83

Список литературы

  1. Svestka Z. Solar Flares. Dordrecht, Holland: D. Reidel Publ. Comp., 1976. 384 pp.
  2. Smith H. J., Smith E. P. Solar Flares. N.Y.: Macmillan Co., 1963. 334 pp.
  3. Сомов Б. В. Проблемы физики солнечных вспышек / Проблемы физики солнечных вспышек. М.: ИЗМИРАН, 1983. С. 5–51.
  4. Пудовкин М. И., Чертков А. Д. Эффективность солнечных вспышек // Докл. АН СССР, 1971. Т. 201, №1. С. 75–77.
  5. Чертков А. Д. Геомагнитная активность на спаде солнечных циклов / Суббури и возмущения в магнитосфере. Л.: Наука, 1975. С. 283–299.
  6. Solar Activity Observations and Predictions / ed. P. S. McIntosh, M. Dryer. Cambridge: MIT Press, 1972. xv+444 pp.
  7. Северный П. Б. Некоторые проблемы физики Солнца. M.: Наука, 1988. 220 с.
  8. Priest E. R. Solar Magnetohydrodynamics / Geophysics and Astrophysics Monographs. vol. 21. Dordrecht: Springer, 1982. xix+469 pp. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-009-7958-1.
  9. Parker E. N. Cosmical Magnetic Fields. Their Origin and their Activity / The International Series of Monographs on Physics. Oxford: Clarendon Press, 1979. xvii+841 pp.
  10. Kosovichev A. G., Zharkova V. V. Observation of seismic effects of solar flares from the SOHO Michelson Doppler Imager / Symposium – International Astronomical Union. vol. 185 (Kyoto, Japan, 18–22 August, 1997), New Eyes to See Inside the Sun and Stars, 1998. pp. 191–194. DOI: https://doi.org/10.1017/S0074180900238606.
  11. Christensen-Dalsgaard J., Däppen W., Ajukov S. V., et al. The current state of Solar modeling // Science, 1996. vol. 272, no. 5266. pp. 1286–1292. DOI: https://doi.org/10.1126/science.272.5266.1286.
  12. Степанов Е. А., Майоров А. О., Романов К. В. [и др.] Математическое моделирование развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей в конвективной зоне Солнца // Изв. Сарат. ун-та. Нов. cер. Сер. Физика, 2021. Т. 21, №2. С. 106–115. EDN: DZYYVB. DOI: https://doi.org/10.18500/1817-3020-2021-21-2-106-115.
  13. Grigor’ev V. M., Ermakova L. V., Khlystova A. I. Emergence of magnetic flux at the solar surface and the origin of active regions // Astron. Rep., 2009. vol. 53, no. 9. pp. 869–878. EDN: MWTYGB. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063772909090108.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Формирование группы пятен в активной области NOAA 10488 по изображениям в континууме SOHO MDI [13]

Скачать (195KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Начальная форма магнитной трубки для волнового числа $m = 5$ (a); течение плазмы в трубке для изгибной (быстрой) и продольной (медленной) мод колебаний (b)

Скачать (95KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение газодинамических параметров в зависимости от глубины конвективной зоны [11] (a); распределение критических значений напряженности магнитного поля развития неустойчивости Паркера в зависимости от глубины конвективной зоны и волнового числа $m$ (b)

Скачать (186KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение вертикального и горизонтального ускорений магнитной трубки (a); распределение вертикальной скорости подъема трубки при выходе на фотосферный уровень и в верхние слои хромосферы (b)

Скачать (133KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение вертикального ускорения магнитной трубки в верхних слоях хромосферы

Скачать (59KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределения температуры (a) и тепловых потоков (b) при подъеме магнитной трубки к фотосферному уровню: $\tau_0=0$, $\tau_1=32$ мин, $\tau_2=38$ мин, $\tau_3=42$ мин, $\tau_4=43$ мин, $\tau_5=44$ мин

Скачать (129KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Генерация концентрических ударных волн в солнечной хромосфере и на фотосферном уровне («солнцетрясение»)

Скачать (310KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Разность температур (a) и плотностей газа (b) внутри и снаружи магнитной трубки в верхних слоях хромосферы

Скачать (76KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределение вертикального ускорения верхней точки арочной магнитной структуры в зависимости от высоты подъема в солнечной атмосфере

Скачать (37KB)
Метаданные

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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).