На нашем сайте используются cookie-файлы. Продолжая пользоваться данным сайтом, вы подтверждаете свое согласие на использование файлов cookie в соответствии с настоящим уведомлением и Пользовательским соглашением.
Журналы Монографии Учебники Сборники Авторам
Отправить рукопись
Солнечно-земная физика

СВЯЗЬ ДОПЛЕРОВСКИХ СКОРОСТЕЙ С ПАРАМЕТРАМИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИ ПОЯВЛЕНИИ АКТИВНЫХ ОБЛАСТЕЙ В ФОТОСФЕРЕ СОЛНЦА Связь доплеровских скоростей с параметрами магнитного поля при появлении активных областей в фотосфере Солнца

Опубликовано в Солнечно-земная физика · Том 1, Номер 1 · Страницы 75–84 · Рубрика: Результаты исследований
DOI: https://doi.org/10.12737/7155
Получено: 08.12.2014 Одобрено: 17.03.2015 Опубликовано: 17.03.2015 Язык публикаций: RUS
Авторы
ХЛ
Хлыстова Анна Иннокентьевна
АННОТАЦИЯ
Проведено статистическое исследование связи доплеровских скоростей течений плазмы и параметров магнитного поля при появлении активных областей в фотосфере Солнца по данным SOHO/MDI. Рассмотрены 224 возникающие активные области с разными пространственными масштабами и положением на диске Солнца. Проанализированы связи: 1) отрицательных доплеровских скоростей с положением возникающих активных областей на диске; 2) отрицательных и положительных доплеровских скоростей с параметрами магнитного поля в активных областях, возникающих в центральной части солнечного диска (вертикальная составляющая); 3) отрицательных и положительных доплеровских скоростей с параметрами магнитного поля в активных областях, возникающих вблизи лимба (горизонтальная составляющая); 4) скорости роста магнитного потока с напряженностью выходящих магнитных полей; 5) доплеровских скоростей и параметров магнитного поля в первые часы появления активных областей с величиной полного беззнакового магнитного потока в максимуме их развития.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
активные области, магнитные поля, поля скоростей, центролимбовые наблюдения
Текст Список литературы
Текст
Текст (PDF)
Читать Скачать

ВВЕДЕНИЕ

Магнитный поток на Солнце выходит на разных пространственных масштабах (см., например, [Parnell et al., 2009]). Существует степенная связь между максимальной величиной магнитного потока и временем его существования [Головко, 1998]. Большие и долгоживущие магнитные потоки называют активными областями.

При появлении активных областей в фотосфере Солнца на линии раздела полярностей выходящих магнитных полей наблюдаются отрицательные доплеровские скорости (подъем плазмы) до 1 км/с [Brants, 1985a, b; Tarbell et al., 1989; Lites et al., 1998; Strous, Zwaan, 1999; Kubo et al., 2003; Guglielmino et al., 2006; Grigor'ev et al., 2009]. Высокие доплеров-ские скорости ~1.7 км/с наблюдались при появлении мощной активной области NOAA 10488 [Grigor'ev et al., 2007]. Сопоставление доплеровских скоростей с параметрами магнитных полей не проводилось.

При появлении активных областей на уровне фотосферы в местах наибольшей концентрации магнитных полей наблюдаются положительные доплеровские скорости до 2 км/с [Гопасюк, 1967, 1969; Kawaguchi, Kitai, 1976; Bachmann, 1978; Zwaan et al., 1985; Brants, 1985a, b; Brants, Steenbeek, 1985; Lites et al., 1998; Solanki et al., 2003; Lagg et al., 2007; Xu et al., 2010]. Наблюдение пор выявило связь между скоростью опускания плазмы и напряженностью магнитного поля. Авторы работы [Bonaccini et al., 1991] при изучении большой поры нашли, что сильные магнитные поля линейно коррелируют с доплеровскими скоростями опускания в форме B[Гс]=500V [км/с]. По результатам наблюдения пор [Keil et al., 1999] доплеровские скорости опускания показали положительную корреляцию с напряженностью магнитного поля. Авторы работы [Cho et al., 2010] в маленьких порах <2", не связанных с выходом магнитного потока, наблюдали отрицательную корреляцию между положительными доплеровскими скоростями и напряженностью магнитного поля. Другие исследователи [Grigor'ev et al., 2011] на стадии формирования поры в возникающей активной области обнаружили линейный рост напряженности магнитного поля и положительной доплеровской скорости.

Измерения горизонтальных скоростей при появлении активных областей в фотосфере ранее проводились лишь косвенно. По анализу движений магнитных структур были получены значения в широком диапазоне от 0.1 до 5.5 км/с [Frazier, 1972; Schoolman, 1973; Harvey, Martin, 1973; Chou, Wang, 1987; Barth, Livi, 1990; Strous, Zwaan, 1999; Hagenaar, 2001; Grigorʹev et al., 2009; Otsuji et al., 2011]. В работе [Chou, Wang, 1987] не было обнаружено связи скоростей расхождения полюсов противоположных полярностей в 24 биполярных парах со средней напряженностью магнитного поля и полным беззнаковым магнитным потоком. Авторы работы [Otsuji et al., 2011] нашли степенную связь с отрицательным показателем между скоростью расхождения полюсов противоположных полярностей и максимальной величиной магнитного потока.

В работе [Khlystova, 2011] представлено статистическое исследование фотосферных доплеровских скоростей в 83 активных областях с полным беззнаковым магнитным потоком выше 1021 Мкс. Найдена центролимбовая зависимость отрицательных доплеровских скоростей, показывающая, что в первые часы появления активных областей горизонтальные скорости растекания плазмы превосходят вертикальные скорости подъема.

В данной работе изучаются статистические связи доплеровских скоростей с параметрами магнитных полей в возникающих активных областях.

_____________________________________________________________________________________
* Впервые статья опубликована на английском языке в журнале "Solar Physics". 2013. V. 284. P. 329-341. На русском языке публикуется впервые по лицензии издательства.

1. Гопасюк С.И. Поле скоростей в активной области на стадии появления пятен // Изв. КрАО. 1967. Т. 37. С. 29-43.

2. Гопасюк,С.И. Поле скоростей на двух уровнях в июльской группе 1966 г. // Изв. КрАО. 1969. Т. 40. С. 111-126.

3. Bachmann G. On the evolution of magnetic and velocity fields of an originating sunspot group // Bull. Astron. Inst. Czechoslov. 1978. V. 29. P. 180-184.

4. Bai T., Scherrer P.H., Bogart R.S. The Evershed effect: An MDI investigation // Structure and Dynamics of the Interior of the Sun and Sun-Like Stars / Ed. Korzennik S. 1998. SP-418. P. 607-610.

5. Barth C.S., Livi S.H.B. Magnetic bipoles in emerging flux regions on the Sun // Rev. Mex. Astron. Astrofis. 1990. V. 21. P. 549-551.

6. Bonaccini D., Landi Degl Innocenti E., Smaldone L.A., Tamblyn P. High resolution spectropolarimetry of an active region // Solar Polarimetry / Ed. November L.J. 1991. P. 251-256.

7. Brants J.J. High-resolution spectroscopy of active regions. II. Line-profile interpretation applied to an emerging flux region // Solar Phys. 1985a. V. 95. P. 15-36. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00162633.

8. Brants J.J. High-resolution spectroscopy of active regions. III. Relations between the intensity, velocity, and magnetic structure in an emerging flux region // Ibid. 1985b. V. 98. P. 197-217. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00152456.

9. Brants J.J., Steenbeek J.C.M. Morphological evolution of an emerging flux region // Ibid. 1985. V. 96. P. 229-252.

10. Cho K.-S., Bong S.-C., Chae J., et al. Tiny pores observed by Hinode/Solar optical telescope // Astrophys. J. 2010. V. 723. P. 440-448. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/723/1/440.

11. Chou D., Wang H. The separation velocity of emerging magnetic flux // Solar Phys. 1987. V. 110. P. 81-99. DOI: 10.1007/ BF00148204.

12. Frazier E.N. The magnetic structure of arch filament systems // Ibid. 1972. V. 26. P. 130-141. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00155113.

13. Garcia de La Rosa J.I. The observation of intrinsically different emergences for large and small active regions // Ibid. 1984. V. 92. P. 161-172. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00157243.

14. Golovko A.A. Relationship between the maximum magnetic fluxes and lifetimes of solar active regions // Astron. Rep. 1998. V. 42. P. 546-552. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00149682.

15. Grigorev V.M., Ermakova L.V., Khlystova A.I. Dyna-mics of line-of-sight velocities and magnetic field in the solar photosphere during the formation of the large active region NOAA 10488 // Astron. Lett. 2007. V. 33. P. 766-770. DOI:https://doi.org/10.1134/S1063773707110072.

16. 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. V. 53. P. 869-878. DOI:https://doi.org/10.1134/S1063772909090108.

17. Grigor'ev V.M., Ermakova L.V., Khlystova A.I. The dynamics of photospheric line-of-sight velocities in emerging active regions // Ibid. 2011. V. 55. P. 163-173.DOI:https://doi.org/10.1134/S1063772911020041.

18. Guglielmino S.L., Martínez Pillet V., Ruiz Cobo B., et al. A detailed analysis of an ephemeral region // Mem. Soc. Astron. Ital. Suppl. 2006. V. 9. P. 103-105.

19. Hagenaar H.J. Ephemeral regions on a sequence of full-disk Michelson Doppler Imager magnetograms // Astrophys. J. 2001. V. 555. P. 448-461. DOI:https://doi.org/10.1086/321448.

20. Harvey K.L., Martin S.F. Ephemeral active regions // Solar Phys. 1973. V. 32. P. 389-402. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00154951.

21. Kawaguchi I., Kitai R. The velocity field associated with the birth of sunspots // Ibid. 1976. V. 46. P. 125-135. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00157559.

22. Keil S.L., Balasubramaniam K.S., Smaldone L.A., Reger B. Velocities in solar pores // Astrophys. J. 1999. V. 510. P. 422-443. DOI:https://doi.org/10.1086/306549.

23. Khlystova A. Center-limb dependence of photospheric velocities in regions of emerging magnetic fields on the Sun // Astron. Astrophys. 2011. V. 528. A7. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201015765.

24. Khlystova A. The horizontal component of photospheric plasma flows during the emergence of active regions on the Sun // Solar Phys. 2013. V. 284. P. 343-361. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-012-0181-8.

25. Kubo M., Shimizu T., Lites B.W. The evolution of vector magnetic fields in an emerging flux region // Astrophys. J. 2003. V. 595. P. 465-482. DOI:https://doi.org/10.1086/377333.

26. Lagg A., Woch J., Solanki S.K., Krupp N. Supersonic downflows in the vicinity of a growing pore. Evidence of unresolved magnetic fine structure at chromospheric heights // Astron. Astrophys. 2007. V. 462. P. 1147-1155. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:20054700.

27. Lites B.W., Skumanich A., Martinez Pillet V. Vector magnetic fields of emerging solar flux. I. Properties at the site of emergence // Ibid. 1998. V. 333. P. 1053-1068.

28. Liu Y., Norton A.A., Scherrer P.H. A note on saturation seen in the MDI/SOHO magnetograms // Solar Phys. 2007. V. 241. P. 185-193. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-007-0296-5.

29. Meunier N., Lagrange A.M., Desort M. Reconstructing the solar integrated radial velocity using MDI/SOHO // Astron. Astrophys. 2010. V. 519. A66.

30. Otsuji K., Kitai R., Ichimoto K., Shibata K. Statistical study on the nature of solar-flux emergence // Publ. Astron. Soc. Japan. 2011. V. 63. P. 1047-1057.

31. Parker E.N. The formation of sunspots from the solar toroidal field // Astrophys. J. 1955. V. 121. P. 491-507. DOI:https://doi.org/10.1086/146010.

32. Parnell C.E., DeForest C.E., Hagenaar H.J., et al. A powerlaw distribution of solar magnetic fields over more than five decades in flux // Ibid. 2009. V. 698. P. 75-82. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/698/1/75.

33. Scherrer P.H., Bogart R.S., Bush R.I., et al. MDI Engineering Team. The solar oscillations investigation - Michelson Doppler Imager // Solar Phys. 1995. V. 162. P. 129-188. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00733429.

34. Schoolman S.A. Videomagnetograph studies of solar magnetic fields. II: Field changes in an active region // Ibid. 1973. V. 32. P. 379-388. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00154950.

35. Snodgrass H.B. Magnetic rotation of the solar photosphere // Astrophys. J. 1983. V. 270. P. 288-299. DOI:https://doi.org/10.1086/161121.

36. Snodgrass H.B., Ulrich R.K. Rotation of Doppler features in the solar photosphere // Ibid. 1990. V. 351. P. 309-316. DOI:https://doi.org/10.1086/168467.

37. Solanki S.K., Lagg A., Woch J., et al. Three-dimensional magnetic field topology in a region of solar coronal heating // Nature. 2003. V. 425. P. 692-695. DOI:https://doi.org/10.1038/nature02035.

38. Strous L.H., Zwaan C. Phenomena in an emerging active region. II. Properties of the dynamic small-scale structure // Astrophys. J. 1999. V. 527. P. 435-444. DOI:https://doi.org/10.1086/308071.

39. Tarbell T.D., Topka K., Ferguson S., et al. High-resolution observations of emerging magnetic flux // High Spatial Resolution Solar Observations / Ed. von der Luehe O. 1989. P. 506-520.

40. Ulrich R.K., Bertello L., Boyden J.E., Webster L. Interpretation of solar magnetic field strength observations // Solar Phys. 2009. V. 255. P. 53-78. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-008-9302-9.

41. Xu Z., Lagg A., Solanki S.K. Magnetic structures of an emerging flux region in the solar photosphere and chromosphere // Astron. Astrophys. 2010. V. 520. A77. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/ 200913227.

42. Zwaan C. Elements and patterns in the solar magnetic field // Ann. Rev. Astron. Astrophys. 1987. V. 25. P. 83-111. DOI:https://doi.org/10.1146/annurev.aa.25.090187.000503.

43. Zwaan C., Brants J.J., Cram L.E. High-resolution spectroscopy of active regions. I. Observing procedures // Solar Phys. 1985. V. 95. P. 3-14. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00162632.

PDF Текст JATS XML
Контактные лица
Жеребцов Гелий Александрович
Главный редактор
Жеребцов Гелий Александрович
solater@iszf.irk.ru
Степанов Александр Владимирович
Заместитель главного редактора
Степанов Александр Владимирович
stepanov@gaoran.ru
Потапов Александр Сергеевич
Заместитель главного редактора
Потапов Александр Сергеевич
potapov@iszf.irk.ru
Полюшкина Наталья Александровна
Ответственный секретарь редакции
Полюшкина Наталья Александровна
npol@iszf.irk.ru
5359
загрузок
Сведения об индексировании будут добавлены позже
© INFRA-M
Соглашение Политика защиты и обработки персональных данных Поддержка Powered by Editorum, 2026 Инструкции
Войти или Создать
* Забыли пароль?