Иркутск, Россия
Иркутск, Иркутская область, Россия
Иркутск, Россия
Эрупция крупного протуберанца и вызванное ею развитие коронального выброса массы (КВМ) наблюдались 12 июня 2023 г. Сибирским радиогелиографом в микроволновом диапазоне до гелиоцентрических расстояний свыше двух солнечных радиусов, космическими телескопами в крайнем ультрафиолетовом излучении и коронографами в белом свете. Прослежена эволюция структурных составляющих КВМ и измерены их кинематические характеристики. Составляющие КВМ подверглись воздействию двух последовательных импульсов ускорения, сопоставимых по величине и продолжительности. Судя по наблюдениям, за первый импульс ускорения отвечала тороидальная неустойчивость магнитного жгута, связанного с протуберанцем. На этом этапе его расширение было самоподобным и согласованным с расширением фронтальной структуры КВМ. Фронтальная структура представляла собой расширявшуюся аркаду, охватывавшую протуберанец до эрупции. Второй импульс ускорения был связан с винтовой неустойчивостью, проявлением которой была деформация вершины эруптивного протуберанца, видимая как винтовой выступ. Развитие винтовой неустойчивости отразилось на движении фронтальной структуры КВМ, но не повлияло на движение основного тела ядра КВМ, видимого как массивная часть эруптивного протуберанца под винтовым выступом. После прекращения действия винтовой неустойчивости согласованное самоподобное расширение всех составляющих КВМ восстановилось. Тот факт, что винтовая неустойчивость проявилась намного позже тороидальной неустойчивости, исключает ее участие в запуске последней, как иногда предполагалось.
Солнце, эруптивный протуберанец, КВМ, Сибирский радиогелиограф, кинематические характеристики, магнитный жгут, тороидальная и винтовая неустойчивости
1. Алтынцев А.Т., Лесовой С.В., Глоба М.В. и др. Многоволновый Сибирский радиогелиограф. Солнечно-земная физика. 2020, т. 6, № 2, с. 37–50. https://doi.org/10.12737/szf-62202003 / Altyntsev A.T., Lesovoi S.V., Globa M.V., et al. Multiwave Siberian Radioheliograph. Sol.-Terr. Phys. 2020, vol. 6, iss. 2, pp. 30–40. https://doi.org/10.12737/stp-62202003.
2. Кадомцев Б.Б. Гидромагнитная устойчивость плазмы. Вопросы теории плазмы. Вып. 2. М.: Госатомиздат, 1963, с. 132–176.
3. Молоденский М.М., Филиппов Б.П. Быстрое движение волокон в солнечных активных областях. Астрономический журнал. 1987, т. 64, № 5, с. 1079–1087.
4. Соловьев А.А., Уралов А.М. Равновесие и устойчивость жгутовых магнитных структур на Солнце. Письма в АЖ. 1979, т. 5, № 9, с. 465–469.
5. Уралов А.М. О внешних винтовых модах уединенного тока в неограниченной плазме. Изв. вузов. Радиофизика. 1990, т. 33, № 10, с. 1168–1175.
6. Шафранов В.Д. Равновесие плазмы в магнитном поле. Вопросы теории плазмы. Вып. 2. М.: Госатомиздат, 1963, с. 92–131.
7. Шафранов В.Д. К вопросу о гидромагнитной устойчивости плазменного шнура с током в сильном магнитном поле. Журнал технической физики (ЖТФ). 1970, т. 40, № 2, с. 241–253.
8. Alissandrakis C.E., Kochanov A.A., Patsourakos S., et al. Microwave and EUV observations of an erupting filament and associated flare and coronal mass ejections. Publ. Astron. Soc. Japan. 2013, vol. 65, iss. SP1, S8. https://doi.org/10.1093/pasj/65.sp1.S8.
9. Amari T., Luciani J.F. Confined disruption of a three-dimensional twisted magnetic flux tube. Astrophys. J. 1999, vol. 515, iss. 2, pp. L81–L84. https://doi.org/10.1086/311971.
10. Amari T., Luciani J.F., Mikic Z., Linker J.A. Twisted flux rope model for coronal mass ejections and two-ribbon flares. Astrophys. J. Lett. 2000, vol. 529, iss. 1, pp. L49–L52. https://doi.org/10.1086/312444.
11. Amari T., Canou A., Aly J.-J. Characterizing and predicting the magnetic environment leading to solar eruptions. Nature. 2014, vol. 514, iss. 7523, pp. 465–469. https://doi.org/10.1038/nature13815.
12. Aschwanden M.J., Wuelser J.P., Nitta N.V., Lemen J.R. Solar flare and CME observations with STEREO/EUVI. Solar Phys. 2009, vol. 256, iss. 1-2, pp. 3–40. https://doi.org/10.1007/s11207-009-9347-4.
13. Aulanier G., Török T., Démoulin P., DeLuca E.E. Formation of torus-unstable flux ropes and electric currents in erupting sigmoids. Astrophys. J. 2010, vol. 708, iss. 1, pp. 314–333. https://doi.org/10.1088/0004-637X/708/1/314.
14. Bateman G. MHD Instabilities. Cambridge, MA: MIT Press, 1978, 270 p.
15. Bein B.M., Berkebile-Stoiser S., Veronig A.M., et al. Impulsive acceleration of coronal mass ejections. I. Statistics and coronal mass ejection source region characteristics. Astrophys. J. 2011, vol. 738, 191. https://doi.org/10.1088/0004-637X/738/2/191.
16. Bellan P.M. Fundamentals of Plasma Physics. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2008, 628 p.
17. Berkebile-Stoiser S., Veronig A.M., Bein B.M., Temmer M. Relation between the coronal mass ejection acceleration and the non-thermal flare characteristics. Astrophys. J. 2012, vol. 753, 88. https://doi.org/10.1088/0004-637X/753/1/88.
18. Borovik V.N. Quiet Sun from multifrequency radio observations on RATAN-600. Adv. Solar Phys. 1994, vol. 432, pp. 185–190. https://doi.org/10.1007/3-540-58041-7_217.
19. Brueckner G.E., Howard R.A., Koomen M.J., et al. The Large Angle Spectroscopic Coronagraph (LASCO). Solar Phys. 1995, vol. 162, pp. 357–402. https://doi.org/10.1007/BF00733434.
20. Bruno A., Bazilevskaya G.A., Boezio M., et al. Solar energetic particle events observed by the PAMELA mission. Astrophys. J. 2018, vol. 862, iss. 2, 97. https://doi.org/10.3847/1538-4357/aacc26.
21. Chen J. Effects of toroidal forces in current loops embedded in a background plasma. Astrophys. J. 1989, vol. 338, pp. 453–470. https://doi.org/10.1086/167211.
22. Domingo V., Fleck B., Poland A.I. The SOHO mission: An overview. Solar Phys. 1995, vol. 162, pp. 1–37. https://doi.org/10.1007/BF00733425.
23. Filippov B. Development of torus and kink instabilities in eruptive prominences. Astrophys. J. 2024, vol. 977, iss. 2, id. 259. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad95fe.
24. Filippov B., Koutchmy S. About the prominence heating mechanisms during its eruptive phase. Solar Phys. 2002, vol. 208, iss. 2, pp. 283–295. https://doi.org/10.1023/A:1020532607451.
25. Gallagher P.T., Lawrence G.R., Dennis B.R. Rapid acceleration of a coronal mass ejection in the low corona and implications for propagation. Astrophys. J. Lett. 2003, vol. 588, pp. L53–L56. https://doi.org/10.1086/375504.
26. Gibson S.E. Solar prominences: theory and models. Fleshing out the magnetic skeleton. Living Rev. Solar Phys. 2018, vol. 15, iss. 1, 7. https://doi.org/10.1007/s41116-018-0016-2.
27. Gopalswamy N., Hanaoka Y. Coronal dimming associated with a giant prominence eruption. Astrophys. J. 1998, vol. 498, iss. 2, pp. L179–L182. https://doi.org/10.1086/311330.
28. Grechnev V.V., Kuzmenko I.V. A geoeffective CME caused by the eruption of a quiescent prominence on 29 September 2013. Solar Phys. 2020, vol. 295, 55. https://doi.org/10.1007/s11207-020-01619-x.
29. Grechnev V.V., Uralov A.M., Zandanov V.G., et al. Observations of prominence eruptions with two radioheliographs, SSRT, and NoRH. Pub. Astron. Soc. Japan. 2006, vol. 58, no. 1, pp. 69–84. https://doi.org/10.1093/pasj/58.1.69.
30. Grechnev V.V., Uralov A.M., Kochanov A.A., et al. A tiny eruptive filament as a flux-rope progenitor and driver of a large-scale CME and wave. Solar Phys. 2016, vol. 291, pp. 1173–1208. https://doi.org/10.1007/s11207-016-0888-z.
31. Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Kochanov A.A., et al. Multi-instrument view on solar eruptive events observed with the Siberian Radioheliograph: From detection of small jets up to development of a shock wave and CME. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 174, pp. 46–65. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.04.014.
32. Grechnev V.V., Kiselev V.I., Uralov A.M., Myshyakov I.I. Reconciling observational challenges to the impulsive-piston shock-excitation scenario. II. Shock waves produced in CME-less events with a null-point topology. Solar Phys. 2022, vol. 297, 123. https://doi.org/10.1007/s11207-022-02061-x.
33. Grechnev V.V., Kiselev V.I., Uralov A.M., et al. Mysteries of the 17 May 2012 solar event responsible for GLE71. I. CME development and the role of disturbances excited by eruptions. Solar Phys. 2024, vol. 299, 129. https://doi.org/10.1007/s11207-024-02373-0.
34. Hanaoka Y., Shibasaki K., Nishio M., et al. Processing of the Nobeyama Radioheliograph data. Proc. of Kofu Symposium. Kofu, Japan, 1994, pp. 35–43.
35. Hassanin A., Kliem B. Helical kink instability in a confined solar eruption. Astrophys. J. 2016, vol. 832, iss. 2, 106. https://doi.org/10.3847/0004-637X/832/2/106.
36. Hassanin A., Kliem B., Seehafer N., Török T. A model of homologous confined and ejective eruptions involving kink instability and flux cancellation. Astrophys. J. Lett. 2022, vol. 929, iss. 2, L23. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac64a9.
37. Howard R.A., Moses J.D., Vourlidas A., et al. Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI). Space Sci. Rev. 2008, vol. 136, pp. 67–115. https://doi.org/10.1007/s11214-008-9341-4.
38. Kaiser M.L., Kucera T.A., Davila J.M., et al. The STEREO Mission: An introduction. Space Sci. Rev. 2008, vol. 136, pp. 5–16. https://doi.org/10.1007/s11214-007-9277-0.
39. Kliem B., Török T. Torus Instability. Phys. Rev. Lett. 2006, vol. 96, iss. 25, 255002. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.255002.
40. Kochanov A.A., Anfinogentov S.A., Prosovetsky D.V., et al. Imaging of the solar atmosphere by the Siberian Solar Radio Telescope at 5.7 GHz with an enhanced dynamic range. Publ. Astron. Soc. Japan. 2013, vol. 65, no. SP1, S19. https://doi.org/10.1093/pasj/65.sp1.S19.
41. Koutchmy S., Slemzin V., Filippov B., et al. Analysis and interpretation of a fast limb CME with eruptive prominence, C-flare, and EUV dimming. Astron. Astrophys. 2008, vol. 483, iss. 2, pp. 599–608. https://doi.org/10.1051/0004-6361:20078311.
42. Kuzmenko I.V., Grechnev V.V. Development and parameters of a non-self-similar CME caused by the eruption of a quiescent prominence. Solar Phys. 2017, vol. 292, iss. 10, article id. 143. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1167-3.
43. Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J., et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012, vol. 275, pp. 17–40. https://doi.org/10.1007/s11207-011-9776-8.
44. Ma S., Raymond J.C., Golub L., et al. Observations and interpretation of a low coronal shock wave observed in the EUV by the SDO/AIA. Astrophys. J. 2011, vol. 738, 160. https://doi.org/10.1088/0004-637X/738/2/160.
45. Moore R.L., Sterling A.C., Hudson H.S., Lemen J.R. Onset of the magnetic explosion in solar flares and coronal mass ejections. Astrophys. J. 2001, vol. 552, iss. 2, pp. 833–848. https://doi.org/10.1086/320559.
46. Pesnell W.D., Thompson B.J., Chamberlin P.C. The Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012, vol. 275, pp. 3–15. https://doi.org/10.1007/s11207-011-9841-3.
47. Schmieder B., Démoulin P., Aulanier G. Solar filament eruptions and their physical role in triggering coronal mass ejections. Adv. Space Res. 2013, vol. 51, iss. 11, pp. 1967–1980. https://doi.org/10.1016/j.asr.2012.12.026.
48. Sheeley N.R., Jr., Warren H.P., Wang Y.-M. A streamer ejection with reconnection close to the Sun. Astrophys. J. 2007, vol. 671, pp. 926–935. https://doi.org/10.1086/522940.
49. Shimojo M., Yokoyama T., Asai A., et al. One solar-cycle observations of prominence activities using the Nobeyama Radioheliograph 1992–2004. Publ. Astron. Soc. Japan. 2006, vol. 58, no. 1, pp. 85–92. https://doi.org/10.1093/pasj/58.1.85.
50. Švestka Z. Varieties of coronal mass ejections and their relation to flares. Space Sci. Rev. 2001, vol. 95, iss. 1/2, pp. 135–146. https://doi.org/10.1023/A:1005225208925.
51. Temmer M., Veronig A.M., Kontar E.P., et al. Combined STEREO/RHESSI study of coronal mass ejection acceleration and particle acceleration in solar flares. Astrophys. J. 2010, vol. 712, pp. 1410–1420. https://doi.org/10.1088/0004-637X/712/2/1410.
52. Tsap Y., Fedun V., Cheremnykh O., et al. On the stabilization of a twisted magnetic flux tube. Astrophys. J. 2020, vol. 901, iss. 2, 99. https://doi.org/10.3847/1538-4357/abaf01.
53. Van Tend W., Kuperus M. The development of coronal electric current systems in active regions and their relation to filaments and flares. Solar Phys. 1978, vol. 59, iss. 1, pp. 115–127. https://doi.org/10.1007/BF00154935.
54. Uralov A.M. The flare as a result of cross-interaction of loops: Causal relationship with a prominence. Solar Phys. 1990, vol. 127, iss. 2, pp. 253–265. https://doi.org/10.1007/BF00152165.
55. Uralov A.M., Grechnev V.V., Hudson H.S. Initial localization and kinematic characteristics of the structural components of a coronal mass ejection. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2005, vol. 110, iss. A5, A05104. https://doi.org/10.1029/2004JA010951.
56. Uralov A.M., Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Globa M.V. Plasma heating in an erupting prominence detected from microwave observations with the Siberian Radioheliograph. Solar Phys. 2023, vol. 298, iss. 10, 117. https://doi.org/10.1007/s11207-023-02210-w.
57. Vršnak B., Maričić D., Stanger A.L., et al. Acceleration phase of coronal mass ejections: I. Temporal and spatial scales. Solar Phys. 2007, vol. 241, pp. 85–98. https://doi.org/10.1007/s11207-006-0290-3.
58. Wang Y., Zhang J., Shen C. An analytical model probing the internal state of coronal mass ejections based on observations of their expansions and propagations. J. Geophys. Res. 2009, vol. 114, A10104. https://doi.org/10.1029/2009JA014360.
59. Wuelser J.-P., Lemen J.R., Tarbell T.D., et al. EUVI: the STEREO-SECCHI Extreme Ultraviolet Imager. Telescopes and Instrumentation for Solar Astrophysics. SPIE Conf. Ser. 2004, vol. 5171, pp. 111–122. https://doi.org/10.1117/12.506877.
60. Yashiro S., Gopalswamy N., Michalek G., et al. A catalog of white light coronal mass ejections observed by the SOHO spacecraft. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2004, vol. 109, A07105. https://doi.org/10.1029/2003JA010282.
61. Zheleznyakov V.V. Radio Emission of the Sun and Planets. Oxford: Pergamon Press, 1970, 701 p. https://doi.org/10.1016/C2013-0-02176-7.
62. Zirin H., Baumert B.M., Hurford G.J. The microwave brightness temperature spectrum of the quiet Sun. Astrophys. J. 1991, vol. 370, pp. 779–783. https://doi.org/10.1086/169861.
63. URL: http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/ (дата обращения 20 декабря 2025 г.).
64. URL: https://ckp-rf.ru/catalog/usu/4138190/ (дата обращения 20 декабря 2025 г.).
