Astronet > Radioizluchenie Solnca

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Radioizluchenie Solnca

Dlya zemnogo nablyudatelya Solnce yavl. samym yarkim nebesnym telom ne tol'ko v optich. diapazone, no i v diapazone radiovoln. Atmosfera Zemli propuskaet radiovolny s dlinami ot nesk. mm do desyatkov m. Issledovanie R.S. v etom diapazone dlin voln pozvolyaet sdelat' ryad vazhnyh vyvodov o stroenii i fiz. sv-vah solnechnoi atmosfery, a takzhe o yavleniyah, svyazannyh so vspyshkami na Solnce. Radiovolny izluchayutsya goryachimi, sil'no ionizovannymi gazami vnesh. atmosfery Solnca. Eti razrezhennye gazy, prakticheski prozrachnye dlya vidimogo sveta, okazyvayutsya neprozrachnymi dlya radioizlucheniya s opredelennymi dlinami voln. Neprozrachnost' rastet s uvelicheniem koncentracii svobodnyh elektronov i umen'sheniem temp-ry, a takzhe s uvelicheniem dliny volny. Hromosfera, k-raya imeet dostatochno vysokuyu koncentraciyu elektronov i temp-ru $E \approx 5-15$ tys. K, neprozrachna dlya decimetrovyh i metrovyh voln; vyiti iz nee i dostich' Zemli mogut tol'ko santimetrovye volny. Metrovye zhe volny mogut priiti tol'ko iz lezhashei vyshe bolee razrezhennoi i goryachei solnechnoi korony s temp-roi T ~ 1-2 mln. K. Poskol'ku volny raznoi dliny prihodyat ot raznyh sloev solnechnoi atmosfery, eto pozvolyaet issledovat' sv-va hromosfery i korony po ih radioizlucheniyu. V radiodiapazone razmer solnechnogo diska zavisit ot dliny volny, na k-roi vedetsya nablyudenie: nametrovyh volnah radius Solnca bol'she, chem na santimetrovyh, i v oboih sluchayah on bol'she radiusa vidimogo diska.

Zavisimost' intensivnosti osnovnyh komponentov
radioizlucheniya Solnca (ih yarkostnoi temperatury)
ot chastoty (dliny volny).

R.S. vklyuchaet teplovuyu i neteplovuyu sostavlyayushie. Teplovoe radioizluchenie, obuslovlennoe stolknoveniyami elektronov i ionov, dvizhushihsya s teplovymi skorostyami, opredelyaet nizhnyuyu granicu intensivnosti radioizlucheniya "spokoinogo" Solnca. Intensivnost' radioizlucheniya priyatno harakterizovat' velichinoi yarkostnoi temperatury T_b. V sluchae izlucheniya "spokoinogo" Solnca na santimetrovyh volnah T_b ~ 10 ⁴ K, a na metrovyh T_b ~ 10 ⁶ K (ris.). Estestvenno, chto dlya teplovogo izlucheniya velichina T_b sovpadaet s kinetich. temp-roi sloya, otkuda izluchenie vyhodit, esli etot sloi neprozrachen dlya dannogo izlucheniya.

Predstavlenie ob urovne radioizlucheniya "spokoinogo" Solnca yavl. idealizaciei, v deistvitel'nosti zhe Solnce nikogda ne byvaet sovershenno spokoinym: burnye processy v solnechnoi atmosfere privodyat k poyavleniyu lokal'nyh oblastei, radioizluchenie k-ryh namnogo uvelichivaet nablyudaemuyu velichinu intensivnosti po sravneniyu s urovnem "spokoinogo" Solnca. Obrazovanie na poverhnosti Solnca centrov aktivnosti (fakelov i pyaten) soprovozhdaet poyavleniem nad nimi koronal'nyh kondensacii - plotnyh i goryachih, kak by nakryvayushih aktivnuyu oblast'. Neposredstvenno nad pyatnami goryachaya korona kak by opuskaetsya do vysot $\approx 2-3$ tys. km, gde napryazhennost' magn. polya $\approx 1$ tys. E. Togda elektrony pomimo izlucheniya pri soudareniyah s protonami (tormoznoe izluchenie) dolzhny izluchat' i pri dvizhenii vokrug magn. silovyh linii (magnitotormoznoe izluchenie). Takoe izluchenie obuslovlivaet vozniknovenie nad aktivnymi oblastyami yarkih "radiopyaten", k-rye poyavlyayutsya i ischezayut primerno v to zhe vremya, chto i vidimye pyatna. Poskol'ku pyatna izmenyayutsya medlenno (dni i nedeli), to stol' zhe medlenno menyaetsya radioizluchenie koronal'nyh kondensacii. Pozhtomu ego naz. medlenno menyayushimsya komponentom. Etot komponent proyavlyaetsya v osnovnom v diapazone voln $\lambda$ ot 2 do 50 sm. V osnovnom on tozhe yavlyaetsya teplovym, poskol'ku izluchayushie elektrony imeyut teplovoe raspredelenie skorostei (Maksvella raspredelenie). Odnako na opredelennoi stadii razvitiya aktivnoi oblasti v prostranstve mezhdu pyatnami nablyudaeyutsya istochniki, imeyushie, po-vidimomu, neteplovuyu prirodu.

Inogda v oblasti kondensacii nablyudayutsya vnezapnye usileniya radioizlucheniya na teh zhe volnah - santimetrovye vspleski. Ih dlitel'nost' menyaetsya ot nesk. min do desyatkov min ili dazhe chasov. Takie radiovspleski svyazany s bystrym nagrevom plazmy i uskoreniem chastic v oblasti solnechnoi vspyshki. Uvelichenie temp-ry i plotnosti gaza v kondensacii mozhet byt' prichinoi generacii santimetrovyh vspleskov s T_b ~ 10 ⁷-10 ⁸ K. Bolee intensivnye vspleski na santimetrovyh volnah obuslovleny, po-vidimomu, ciklotronnym ili plazmennym izlucheniem subrelyativistskih elektronov s energiei ot desyatkov do soten keV vo vspyshechnyh magn. arkah.

Eshe vyshe nad koronal'nymi kondensaciyami takzhe nablyudaetsya usilennoe radioizluchenie, no uzhe na metrovyh volnah ( $\approx 1,5$ m) - t.n. shumovye buri; oni mogut nablyudat'sya v techenie chaosv i dazhe dnei. Zdes' mnogo vspleskov dlitel'nost'yu ok. 1 s (radiovspleski I tipa) v uzkih intervalah chastot. Eto radioizluchenie svyazano s plazmennoi turbulentnost'yu, k-raya vozbuzhdaetsya v korone nad razvivayushimisya aktivnymi oblastyami, soderzhashimi krupnye pyatna.

Vybrosy bystryh elektronov i dr. zaryazhennyh chastic iz oblasti hromosfernoi vspyshki vyzyvayut ryad effektov v radiizluchenii aktivnogo Solnca. Samye obychnye iz nih - radiovspleski III tipa. Ih harakternoi osobennost'yu yavl. to, chto chastota radioizlucheniya menyaetsya so vremenem, prichem v kazhdyi moment vremeni ono poyavlyaetsya srazu na dvuh chastotah (garmonikah), otnosyashihsya kak 2:1. Vsplesk nachinaetsya na chastote ok. 500 MGc ( $\lambda \approx 60$ sm), a zatem chastota ego obeih garmonik bystro umen'shaetsya, primerno na 20 MGc v 1 s. Ves' vsplesk dlitsya ok. 10 s. Radiovspleski III tipa sozdayutsya potokom chastic, vybroshennym vspyshkoi i dvizhushimsya cherez koronu so skorost'yu \approx 0,3 s. Potok vozbuzhdaet kolebaniya plazmy (plazmennye volny) na chastote, k-raya opredelyaetsya elektronnoi plotnost'yu v tom meste korony, gde potok v dannyi moment nahoditsya. A poskol'ku elektronnaya plotnost' umen'shaetsya pri udalenii ot poverhnosti Solnca, to dvizhenie potoka soprovozhdaetsyapostepennym umen'sheniem chastoty plazmennyh voln. Chast' energii etih voln mozhet prevrashat'sya v el.-magn. volny s toi zhe ili udvoennoi chastotoi, k-rye i registriruyutsya na Zemle v vide radiovspleskov III tipa s dvumya garmonikami. Kak pokazali nablyudeniya na KA, potoki elektronov, rasprostranyayas' v mezhplanetnom prostranstve, generiruyut radiovspleski III tipa vplot' do chastot 30 kGc.

Vsled za radiovspleskami III tipa v 10% sluchaev nablyudaetsya radioizluchenie v shirokom intervale chastot s maksimumom intensivnosti na chastote ~ 100 MGc ( $\lambda \approx 3$ m). Eto izluchenie naz. radiovspleskami V tipa, vspleski dlyatsya ok. 1-3 min. Po-vidimomu, oni takzhe obuslovleny generaciei plazmennyh voln.

Pri ochen' sil'nyh vspyshkah na Solnce voznikayut radiovspleski II tipa tozhe s menyayusheisya chastotoi. Ih dlitel'nost' primerno 5-30 min, a diapazon chastot 200-30 MGc. Porozhdaetsya vsplesk udarnoi volnoi, dvizhusheisya so skorost'yu v~10⁸ sm/s. Udarnaya volna voznikaet v rezul'tate rasshireniya gaza pri sil'noi vspyshke. Na fronte etoi volny obrazuyutsya plazmennye volny. Zatem oni, takzhe kak i v sluchae radiovspleskov III tipa, chastichno perehodyat v el.-magn. volny. Shodstvo radiovspleskov II i III tipov podcherkivaetsya i tem, chto dlya vspleskov II tipa tozhe harakterno izluchenie na dvuh garmonikah. Pri rasprostranenii v mezhplanetnom prostranstve vspyshechnaya udarnaya volna prodolzhaet generirovat' radiovsplesk II tipa na volnah gektometrovogo i kilometrovogo diapazonov.

Kogda sil'naya udarnaya volna dostigaet verhnei chasti korony, poyavlyaetsya nepreryvnoe radioizluchenie v shirokom diapazone chastot - radioizluchenie IV tipa. Ono pohozhe na radiovspleski V tipa, no otlichaetsya ot poslednih bol'shei dlitel'nost'yu (inogda do nesk. ch). Radioizluchenie IV tipa generiruetsya subrelyativistskimi elektronami v plotnyh oblakah plazmy s sobstvennym magn. polem, k-rye vynosyatsya v verhnie sloi korony. Obychno istochniki radioizlucheniya IV tipa podnimayutsya v korone so skorost'yu ~ nesk. soten km/s i proslezhivayutsya do vysot $\approx 5$ solnechnyh radiusov nad fotosferoi. Vspyshki, s k-rymi svyazany intensivnye santimetrovye vspleski i radioizluchenie II i IV tipov na metrovyh volnah, chasto soprovozhdayutsya geofizich. effektami - povysheniem intensivnosti potokov protonov v okolozemnom kosmich. prostranstve, prekrasheniem radiosvyazi na korotkih volnah cherez polyarnye oblasti, geomagnitnymi buryami i t.d. Radioizluchenie v shirokom diapazone chastot mozhet byt' ispol'zovano dlya kratkosrochnogo prognozirovaniya etih effektov.

Prakticheski vse ukazannye tipy vspleskov imeyut raznoobraznuyu tonkuyu strukturu. Perechislennymi tipami vspleskov ne ogranichivaetsya radioizluchenie Solnca, odnako opisannye vyshe komponenty yavl. osnovnymi.

Lit.:
Kaplan S.A., Elementarnaya radioastronomiya, M., 1966; Zheleznyakov V.V., Radioizluchenie Solnca i planet, M., 1964; Kaplan S.A., Pikel'ner S.B., Cytovich V.N., Fizika plazmy solnechnoi atmosfery, M., 1977; Solnechnaya i solnechno-zemnaya fizika. Illyustrirovannyi slovar' terminov, per. s angl., M., 1980.

(V.V. Fomichev, I.M. Chertok)

V. V. Fomichev, I. M. Chertok, "Fizika Kosmosa", 1986
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati