Ю.А. Наговицын, А.Л. Рыбак, Е.Ю. Наговицына Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН (Россия), Пространственные конфигурации долгопериодических колебаний солнечных пятен

Обоснование: Ряд авторов в последние 40 лет наблюдал явление долгопериодических колебаний в АО Солнца, причем в последние 3-5 лет – на основе космических данных. Колебания носят многомодальный характер как с точки зрения периодов (полосы 25-40, 50-75, , , мин и более длинные), так и с точки зрения наблюденных пространственных конфигураций. Принятой теоретической интерпретации КПК нет - разные точки зрения: 1) вертикально-радиальные колебания газа в пятне (А.Соловьев и др.); 2) горизонтальные колебания МП пятна на «короткой связи» через структуры типа анемонов (автор и др.).

Модель «поплавок +пружинка». Вертикальные (вертикально- радиальные) колебания. Короткие связи в АО: анемоны и модель «паучка». Горизонтальные колебания Теория (А.Соловьев и др.) Интерпретация (автор и др.) Две точки зрения

Цель работы Пролить свет на явление, выяснив, какими именно пространственными модами колебаний обусловлены колебания напряженности магнитного поля пятен.

Предыстория: наземные наблюдения (последние лет)

Виды КПК пятен 3-5-мин колебания – короткопериодические Колебания десятки-сотни минут – долгопериодические КПК десятки-сотни часов – сверхдолгопериодические

Долгопериодические колебания пятен на временной шкале десятки-сотни минут. Кобрин, Коршунов и др., гг.: микроволн.радиоэмиссия (T~30-60 мин) Бекерс и Шульц, 1972: 15-мин осцилляции на внешней границе тени В 1985 г. Гопасюк: 40-мин. крутильные КПК с амплитудой V~ 50 м/с. Демченко, и др., 1985: 70-минутные колебания площадей пятен. Бертон и Рэйроул, 1985: 40–50 мин колебания азимутального компонента скорости газа в пятне. Башкирцев и Машнич, и др.: КПК протуберанцев, характер мод – суперпозиция крутильных и долготных колебаний, периоды: 40–80 мин. Ландман и др., 1977: спокойные протуберанцы, T 25 m, в ширине и интенсивности линии D 3 HeI. Виер и др., 1984: допплеровские колебания H - амплитуд протуберанцев с периодами 50, 60 и 64 m. Бальтазар и др., 1986, 1988: T 1 h доплеровские сдвиги в H. Корональные арки: Гаррисон, 1987: T~24 m, Швестка, 1994 (рентгеновский диапазон) – Т ~ 20 m, Де Форест и Гурман, 1998 (УФ диапазон) – T ~ 15 m, Кауфман, 1972 (микроволновой радиодиапазон) – T = 41 m.

Долгопериодические колебания пятен на временной шкале десятки-сотни минут Борцов, Вяльшин, Наговицын, 1986: циклические изменения характеристик пятен с Т от 35 до 140 минут. Наговицын и Вяльшин, 1989: крутильная мода с Т от 45 до 120 минут и меридиональные колебания с Т=155 и 185 мин. Ихсанов и Наговицына, 1990: не-глобальная компонента собственных движений - КПК (T = m ) двух независимых мод: широтной и долготной. Наговицына, 1990: крутильная -мода и радиальная r – мода относительных колебаний пятен. Периоды: от 60 – 120 мин. Наговицына, Наговицын, ПАЖ, 2001,2002: зависимость -Н Гельфрейх,Наговицын, Наговицына, 2006: Нобеяма Ефремов, Ихсанов, Парфиненко, Соловьев, 2004 и др.: мин вертикальные колебания; SOHO: колебания МП пятен.

Первые наблюдения различных конфигураций долгопериодических КПК Ref: Borzov V.,Vyalshin G.,Nagovitsyn Y. Contrib. Obs. Skalnate Pleso, 1986

Типы КПК пятен Крутильные КПК: U - мода Радиальные КПК: R – мода Широтные КПК: F – мода Долготные КПК: L – мода Вертикальные КПК (Парфиненко, Ефремов, Соловьев) Колебания напряженности магнитного поля Относительные Абсолютные

Периоды КПК для различных мод – наземные наблюдения Пространственные колебания пятен Колебания магнитного поля пятен

Наблюдения SOHO и различные пространственные конфигурации КПК пятен

Подход к обработке наблюдений SOHO (MDI). Ручная обработка (Fitsview2.0) Автоматическая обработка: выбор метода интерполяции (аппроксимации) при координатных измерениях (макс.пиксел; 1-d Лагранж; 2-d Лагранж; среднее по ближайшим пикселам; МНК-параболоид вращения; МНК- эллиптический параболоид) Проверка наличия систематических ошибок Измерения (>100 пятен, )

Искажающий фактор Ошибка, hd (1 hd = km ) 1. Погрешности экваториальной установки ФГ-фа Дифференциальная рефракция Общая дисторсия объектива фотогелиографа Погрешности лимба Солнца (иррадиация, дифферен- циальная экстинкция, атмосферные дрожания и пр.) Погрешности оптической части фотогелиографа Применение шаблонов ( аналоговый метод ) Вклад систематических ошибок при координатных наблюдениях Солнца Теория Фотогелиографа

*Пример КПК пятен

*Пример КПК пятен, T < 2500 min

*Пример КПК пятен: три ядра в полутени

**Пример КПК пятен

**КПК пятен, Т < 2500 min, разные моды

Наблюдения SOHO: связь КПК магнитных полей пятен с пространственными модами КПК

Метод оценки вклада разных геом. мод (F,L,U,R) в вариации (дисперсию) напряженности МП пятен Модель связи: Вейвлет-фильтрация (расщепление сигнала на - компоненты): Мера вклада:

Вклад в КПК напряженности пятен абсолютных (F, L) и относительных (U,R) мод КПК: пятно 1

Вклад в КПК напряженности пятен абсолютных (F, L) и относительных (U,R) мод КПК: пятно 2

Результаты и выводы Предложен метод оценки вклада различных пространственных мод в колебания напряженности МП пятен. Проведена оценка этого вклада для двух пятен. Первые оценки говорят о примерно равном вкладе относительных и абсолютных мод в КПК МП, но различающемся для разных периодов. Для периодов в диапазоне сотен минут суммарный вклад пространственных мод составляет до 50% дисперсии, а для более длинных – до 100%. Результат следует проверить по большей выборке. Полученный результат говорит о более вероятной природе явления как горизонтальных КПК магнитного поля, чем как обусловленного вертикальными колебаниями газа в пятне.

Спасибо за внимание!