| Аннотация |
Солнце и его непрерывная изменчивость определяют космическую погоду в околоземном космическом
пространстве. Основным агентом, определяющим активность Солнца, является его магнитное поле.
Существенная и наиболее изменчивая часть магнитного потока сосредоточена в активных областях (АО).
Именно в них происходят солнечные вспышки и значительная часть корональных выбросов массы – основных
источников магнитных бурь в околоземном космическом пространстве.
Поверхность Солнца – относительно тонкая фотосфера толщиной не более 500 км. АО на ней видны как
медленно меняющиеся темные пятна, живущие до нескольких недель. А выше – огромная, протяженная
корона. До сих пор остается открытым вопрос, какие явления и на каких пространственно-временных
масштабах обеспечивают связь между плавно меняющимися фотосферными структурами и бурно
развивающимися событиями в короне. Очевидный связующий агент – это магнитное поле, силовые линии
которого простираются из глубин конвективной зоны через фотосферу в корону.
Чтобы ответить на поставленный вопрос, необходимо тщательно, на основе наблюдений исследовать
процессы в слое фотосфера-хромосфера, а также представлять, как в целом формируется магнитное поле в
конвективной зоне. Большинство АО на Солнце (около 70%) подчиняются определенным эмпирическим
закономерностям, которые объясняются в рамках моделей глобального динамо. Хаос на малых масштабах
может быть проявлением локального турбулентного динамо. Остается открытым вопрос, с чем связать
появление тех 20-30% АО-«нарушителей», которые не подчиняются закономерностям, выявленным для
большинства АО? Обычными сильными флуктуациями в гауссовом случайном поле их не объяснить, поскольку в
этом случае процент таких флуктуаций не более пяти. Их можно интерпретировать как сильные флуктуации в
перемежаемой среде (в конвективной зоне), т.е., в нелинейной динамической диссипативной системе. Есть
основания полагать, что и сильные вспышки в короне связаны как раз с такими АО-«нарушителями». Это
открывает новые возможности как для понимания фотосферно-корональных связей, так и для физически
обоснованного подхода к прогнозированию сильных вспышек, что обуславливает новизну и актуальность
предлагаемого исследования.
Проект преследует двоякую цель. Во-первых, получить данные о магнитном поле активной области на разных
высотах в фотосфере и хромосфере; по этим данным определять пространственные характеристики как
самого поля, так и его производных (систем электрических токов и спиральности). Во-вторых, выявить
активные области, нарушающие эмпирические законы, изучить свойства их магнитного поля и вспышечной
активности с тем, чтобы дать физически обоснованные подходы в прогнозировании вспышек.
Для достижения этой цели мы планируем решить следующие задачи.
Задача 1. По наблюдениям спектрополяриметра БСТ-1 Крымской астрофизической обсерватории РАН
получить информацию об изменении магнитного поля с высотой в фотосфере-нижней хромосфере.
Разработать подходы к выявлению трехмерной структуры магнитных образований в активной области (полный
вектор электрического тока, токовая спиральность). Определить степень спада тока с высотой в разных
системах электрических токов.
Задача 2. Выявить систематические различия в АО разных классов, опираясь на разработанную нами ранее
магнито-морфологическую классификацию (ММК) АО, продлить ММК-Каталог до 2027 года. Выявить наличие
самоорганизованной критичности (SOC) в фотосфере в магнитных полях АО и их производных, сопоставить с
признаками критичности в короне. Изучить временные изменения магнитных потоков, электрических токов и
токовой спиральности для АО разных ММК-классов.
Задача 3. На основе данных SDO/HMI, SDO/AIA и Сибирского радиогелиографа, используя сведения из ММК-
Каталога, выявить роль распределенного по площади электрического тока в нагреве корональных структур в
активных областях разных ММК-классов.
Одним из результатов Проекта должна стать существенная модернизация инструментов для наблюдений
Солнца в КрАО РАН.
|
