О механизм e возникновения импульсных корональных выбросов массы

1. О механизмe возникновения импульсных корональных выбросов массы М.В. Еселевич, В.Г.Еселевич, ИСЗФ СО РАН К о н ф е р е н ц и я «Физика плазмы в солнечной системе» 14-18 февраля 2011 г., ИКИ РАН

2. По кинематическим характеристикам корональные выбросы массы (СМЕ) разделяются на две группы: “импульсные” и медленно эволюционирующие “постепенные” (Sheeley,1999). Импульсные - это наиболее быстрые СМЕ, которые ускоряются вблизи поверхности Солнца на высотах менее 0.2R0 относительно лимба (MacQueen and Fisher,1983). Однако, быстрые СМЕ могут возникать и в результате менее быстрого ускорения, происходящего на отрезке пути до нескольких солнечных радиусов (Plunkett et al.,2000; Yurchyshyn,2002).

3. Постепенный СМЕс эрупцией протуберанца 9 августа 2001 г. V ≈ 910 км/с (Данные Mk4 и DPM, MLSO) Протуберанец виден до начала CME (максимум яркости Нα на h ≈ 0.125R0). Впереди него постепенно появляетсяи усиливается кольцо плазмы, которое окружает протуберанец и составляет основу фронтальной структуры СМЕ.

4. Постепенный СМЕактивность отсутствует 31 января 2000 г. V≈ 510 км/с

5. Все 11 постепенных СМЕ со скоростями от 280 до 1500 км/с (исследованные нами и другими авторами)имелиследующие характерные особенности: 1. В момент возникновения центр этих СМЕ располагается в коронена высоте 0.1R0 < h ≤ 0.7R0 относительно лимба Солнца. 2. Движение начинается из состояния покоя, т.е. начальнаяскорость V0 0. 3. Начальный угловой размер в состоянии покоя d0 ≈ 15°- 65°. Как показали многочисленные исследования (Krall and Chen, 2000; Foley et al., 2003; Vrsnaket al, 2004), наблюдаемое в белом свете плазменное кольцо (фронтальная структура) СМЕ, является поперечным сечением жгута магнитного потока с плазмой (flux-rope). В теории рассматривались различные механизмы, способные вызвать потерю равновесия и эрупцию жгута, т.е. движение CME (Chen,1996; Kuznetsov and Hood,2000).

6. В чем отличие импульсных CME? Импульсный СМЕ 22 ноября2001 г. V ≈ 1400 км/с связан со вспышкой Визуальные отличия импульсныхCME от постепенныхCME: Первая регистрация СМЕ в виде полости (областипониженной яркости), ограниченной ярким кольцом, имеющим малый угловой размер, происходит на очень малых высотах.

7. Импульсный СМЕ 25 марта2008 г. V ≈ 1100 км/с связан с активным протуберанцем (jet) Для анализа импульсных СМЕ на самых малых высотах можно использовать изображения в EUV.

8. CME 25 марта 2008 г. Бегущая разность в EUV (данные 171AEUVI, STEREO AHEAD) Самая ранняя стадия движения полости CME Формирование импульсного СМЕ сопровождалось выбросом солнечной плазмы (Jet). Яркость в H на лимбе (данные DPM, MLSO).

9. CME 25 марта 2008 г. Зависимости скорости движения переднего края полости, максимума и переднего края Jet от высоты над лимбом и от времени Вывод Полость СМЕ – это сечение магнитной трубки, которая выбрасывается из конвективной зоны со скоростью около 300 км/с и которая инициирует Jet от Солнца с той же начальной скоростью.

10. Начальный участок движения импульсного CME 31 декабря 2007 г. 31 декабря 2007 г. Скорость на начальном участке 400-500 км/c

11. Теоретическое рассмотрение механизма возникновения импульсных CME В работах (Romanov et al.,1993; Fan et al.,2001)подробно рассмотрена динамика подъема тонкой магнитной трубки в конвективной зоне до уровня фотосферы.В конце движения трубка останавливается – движение ограниченное. Однако, согласно (Romanov et al.,1993), возможны неустойчивые режимы,когда магнитная трубка с большой скоростьювыбрасывается из конвективной зоны в атмосферу Солнца. Причина этого – развитие неустойчивость Паркера или неустойчивость медленной волны

12. В (Романов и др., 2010)приведены результаты моделирования подъема магнитной трубки из состояния покоя, когда под действием неустойчивости Паркера образуется арка, вершина которой всплывает вверх и пробивает фотосферу. В результате происходит выброс магнитной трубки с большой скоростью в атмосферу Солнца. Расчет скорости подъема трубки в конвективной зоне Романов и др., 2010 Хотя выше фотосферы используемое уравнение энергии уже неприменимо (лучистый теплообмен становится объемным), накопленный импульс изменяется в основном под действием силы натяжения поля и силы Архимеда, так что результаты служат хорошей оценкой по порядку величины. Трубка быстро достигает высот порядка 20000 км, с пиковой скоростью порядка 150 км/сек. Рассчитанная скорость подъема магнитной трубки демонстрирует принципиальную возможность вылета с большой скоростью магнитной трубки из конвективной зоны в атмосферу Солнца.

13. Выводы Показано, что: 1. Параметрами, отражающими отличие импульсных и постепенных СМЕ, являются место, скорость и угловой размерСМЕ в момент их возникновения. 2. Формирование импульсных СМЕ, по-видимому, начинается под фотосферой Солнца и может быть связано с явлением выброса магнитных трубок (жгутов) из конвективной зоны, возможность которого показана теоретически. На уровне фотосферы радиальная скорость таких трубок может достигать сотен км/с, а их угловой размер не превышает нескольких градусов.

14. Спасибо за внимание!