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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».