1 / 30

Исследование высотной структуры активной области с использованием многоволновых радио наблюдений

Исследование высотной структуры активной области с использованием многоволновых радио наблюдений. Богод В.М., Ступишин А.Г., Яснов Л.В. СПб Ф САО РАН, СПб ГУ. Введение.

raina
Download Presentation

Исследование высотной структуры активной области с использованием многоволновых радио наблюдений

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Исследование высотной структуры активной области с использованием многоволновых радио наблюдений Богод В.М., Ступишин А.Г., Яснов Л.В. СПб Ф САО РАН, СПб ГУ

  2. Введение. Проблема получения информации о высотной свойствах солнечной плазмы на уровнях верхней хромосферы, переходной зоны и нижней короны всегда рассматривалась как трудно достижимая. Эти слои солнечной атмосферы трудно доступны как для наземных, так и для спутниковых наблюдений, Методы солнечной радиоастрономии, позволяют получать стратифицированную по слоям информацию о напряженности магнитных полей и их распределений с высотой. Однако при этом требуется использование крупных радиотелескопов и соответствующая спектральная приемная аппаратура. 15.09.2014

  3. Введение. Проблема получения информации о высотной свойствах солнечной плазмы на уровнях верхней хромосферы, переходной зоны и нижней короны всегда рассматривалась как трудно достижимая. Эти слои солнечной атмосферы трудно доступны как для наземных, так и для спутниковых наблюдений, Методы солнечной радиоастрономии, позволяют получать стратифицированную по слоям информацию о напряженности магнитных полей и их распределений с высотой. Однако при этом требуется использование крупных радиотелескопов и соответствующая спектральная приемная аппаратура. Расположение гирорезонансных слоев в активной области на Солнце 15.09.2014

  4. В этом докладе, мы представляем методы высотных измерений, которые становятся доступными в результате улучшений радиотелескопа РАТАН-600 и аппаратурного солнечного комплекса НОВЫЙ МНОГООКТАВНЫЙ КОМПЛЕКС ВЫСОКОГО СПЕКТРАЛЬНОГО РАЗРЕШЕНИЯ НА РАТАН-600 ПАРАМЕТРЫ Диапазон частот 0.75-18.2 ГГц Спектральное разрешение 1% Точность измерения поляризации 1-2 % Число частотных каналов 112 Число каналов регистрации 224 15.09.2014 4

  5. Спиральные облучатели на две круговые поляризации СВЧ – часть многоктавного комплекса, 112 фильтров с 1% полосой Многоканальная система сбора данных, 224 каналов регистрации Данные поступают в интернет- сеть на сайты www.sao.ru и www.spbf.sao.ru/prognoz/

  6. РАСПОЛОЖЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ КОМПЛЕКСА 0.75 GHz – 3.0GHz 3.0GHz – 18 GHz

  7. Ежедневное представление данных на сайтеhttp://www.spbf.sao.ru/prognoz Ежедневное представление данных на сайтеhttp://www.spbf.sao.ru/prognoz

  8. РАТАН-600. Многоазимутальный режим. Спектр вспышки 12.06.2010 в диапазоне 2 -10 см с 1% частотным разрешением в течение 4 часов с 4 минутным интервалом

  9. ВЫСОТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ. Метод многоволновой динамической стереоскопии Основа: Детальный многоволновый спектр (3-18 ГГц с 1% разрешением) Высокая точность поляризационных измерений (1-2 %) Высокая относительная координатная точность (доли угл.сек.) Пространственное разрешение до 15 угл.сек на 17 ГГц. Многоазимутальные наблюдения с врем. разрешением 4 мин. в диапазоне азимутальных углов +- 14 град в течение 4 часов. 15.09.2014 9

  10. Basic Principles of Dynamic Stereoscopy Метод был применен на VLA Aschwanden & Bastian 1994, ApJ 426, 434 Измерялось движение стабильных образований в картинной плоскости( в гелиоцентрической системе координат) и находилось положение близкое к наблюдаемому корреляционным методом. Метод многоволновой стереоскопии реализован на РАТАН-600 (Bogod and Yasnov, Astrophysical Bulletin, 2009, Vol. 64, No. 4, pp. 372–385) и был адаптированк условиям наблюдений с 1-D диаграммой направленности. Результаты измерений сопоставлялись с реконструкцией фотосферных магнитных полей Analysis limited to only two days of observations 15.09.2014 10

  11. О реконструкции магнитного поля по фотосферным данным Обычно моделируют магнитное поле короны экстраполяцией фотосферных наблюдений магнитного поля, на основе потенциального или бессилового (линейного и нелинейного) приближения.Но потенциальные поля и линейные бессиловые поля не содержат свободную энергию и являются плохим приближением для вспышечно-активной области. Нелинейное бессиловое поле (NLFF) может, однако, диссипировать к линейному бессиловому полю. В этом смысле нелинейное бессиловое поле имеет свободную энергию, необходимую для вспышки. С наблюдательной точки зрения нелинейная реконструкция является более сложной, потому что требуются данные измерений на вектор-магнитографе для измерения поперечной составляющей (Hinode). Sandman и др.. (2009) пришли к выводу что для петель, наблюдаемых на STEREO, лучше подходит потенциальная экстраполяция, чем NLFF или даже поле нескольких диполей. До сих пор считается, что не существует единого способа экстраполяции магнитного поля от фотосферной границы до короны (например, Mok, Y. et al. 2008). Один из способов получить информацию о высоте это опираться на модель магнитного поля и подгонять радио контуры на соответствующие изогауссовые поверхности. На основе многоволновых наблюдений мы развиваем подход, предложенный Alissandrakis и Кунду (1984); Aschwanden и Бастиан (1994); Aschwanden и др.. (1995), а именно, использование солнечного вращения для оценки 3D расположения GR источников над относительно стабильной активной областью.

  12. О реконструкции магнитного поля по фотосферным данным Нами в качестве начального приближения было выбрано линейное бессиловое приближение,которое достаточно легко определялось по фотосферным даннымSOHO MDI(Seehafer, 1978) . в предположении Поскольку поперечная компонента магнитного поля не учитывалась, то для большей точности эти реконструкции использовались, в основном, для активных областей недалеко от центра диска. В качестве следующего шага использовался метод (Wiegelman, 2004). Здесь в приближении бессилового магнитного поля использовалась минимизация функционала Функционал минимизируется методом градиентных итераций Ландвебера, 1951

  13. Примеры для АО с простой и стабильной структурой

  14. АО с сложной структурой магнитных полей. Пример АО 10956 с16-21 мая 2007 Радиоданные параметр V (2.6 см) Данные в линии 171 ангстрем Фотосферные данные MDI 15.09.2014 16

  15. Циклотронный источник B (16-17/05-07) Циклотронный источник C (16-17/05-07) H(f) H(f) ССРТ ССРТ H(L) H(L)

  16. Соответствие фотосферного и реконструированного магнитного поля с изображением активной области линии 171 Å. Магнитное поле представлено в трехмерном виде: z – координата по высоте, координаты x и y – по поверхности фотосферы Солнца.

  17. Осопоставлении высот для радиоисточников в сложной активной области (NLS и циклотронные источники B и C) 15.09.2014 19

  18. Положение источников A,B,C и D вканале V и в каналах R и L на сканах за период с 16 по 20 мая 2007г.

  19. О КРУПНОМАСШТАБНОЙ МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЕ АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ к западу СSOURCE D SOURCE D SOURCE B SOURCE В SOURCE к востоку Средние значения нормированных положений источников В, С и D за 16-20 мая 2007 г. которые отражают направления (к востоку или западу по диску Cолнца) излучающих областей (и соответственно наиболее интенсивных магнитных полей) в зависимости от частоты (и соответственно от высоты над фотосферой)

  20. О КРУПНОМАСШТАБНОЙ МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЕ АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ СSOURCE D SOURCE D SOURCE B SOURCE В SOURCE Средние значения нормированных положений источников В, С и D за 16-20 мая 2007 г. которые отражают направления (к востоку или западу по диску Cолнца) излучающих областей (и соответственно наиболее интенсивных магнитных полей) в зависимости от частоты (и соответственно от высоты над фотосферой)

  21. Относительное перемещение радиоисточников (NLS и циклотронных) по диску Солнца Перемещение в картинной плоскости Высотное перемещение Источник NLS находится на 1500-2000 км ниже циклотронных радиоисточников B и C

  22. Расчет радиоизлучения активной области NOAA 10946 на основе реконструированного магнитного поля для I, V, R и L излучения(a) расчет R и L по реконструкции Hb) расчет I и V по реконструкцииH (a) Для неполяризованного излучения расчетные высоты8-12 Mm и соответствуют наблюдениям (b) Для циклотронных радиоисточников расчетные высоты равны 4-6 Mm и противоречат наблюдениям Для соответствия наблюдаемых и расчетных спектров требуются корректирующие множители 1.5-2 на величину фотосферного магнитного поля и учет неоднородного распределения температуры и плотности электронов.

  23. К противоречиям экспериментов и модельных реконструкций (Спектр размеров циклотронного радиоисточника С)

  24. О высотной структуре радиоисточников на лимбе 13.05.2010 Скан на частоте 5.7 ГГц наложен На карту ССРТ. АО 10956

  25. Прямое измерение высоты активной области NOAA 10956 по наблюдениям на лимбе Солнца 12 мая 13 мая AZ +24 AZ +24 Измерение разностных высот. Абсолютные измерения высот нуждаются в привязке.

  26. Проблема сопоставления величин фотосферных магнитных полей и корональных магнитных полей по измерениям в радиодиапазоне. Source D

  27. ВЫВОДЫ Разработан новый алгоритм, позволяющий определять высотную структуру магнитного поля в активной области по результатам многоволновых измерений наРАТАН-600. Два независимых подхода к исследованию корональногомагнитного поля активных областей (измерение высотной структуры поля иразмеров источников) показали один и тот же результат: а именно, чтошироко применяемая многими исследователями реконструкция коронального магнитного поля по радиальной компоненте фотосферного магнитного поля в рамках нелинейного бессилового приближения, по-видимому, не дает верных результатов. Новые перспективы по повышению точности мы ожидаем с улучшением точности работы РАТАН-600 в азимутах и расширения его возможностей в мм-диапазоне волн.

  28. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

More Related