ГЕОМАГНЕТИЗМ И АЭРОНОМИЯ, 2004, том 44, № 5, с. 690-696
УДК 523.745
КОРОНАЛЬНЫЕ ДЫРЫ И ТРАНЗИЕНТЫ НА СОЛНЦЕ (АНАЛИЗ СИНОПТИЧЕСКИХ КАРТ КОРОНАЛЬНЫХ ТРАНЗИЕНТОВ)
© 2004 г. Н. С. Шилова
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН,
Троицк (Московская обл.)
Поступила в редакцию 27.06.2002 г. После доработки 21.10.2003 г.
Изучаются синоптические карты С2 LASCO за первую половину 23-го цикла солнечной активности. На западном и восточном лимбах Солнца наблюдаются темные образования похожей формы при смещении дат на 13-14 дней. Показано, что они соответствуют корональным дырам, окруженным местами преимущественной генерации транзиентов. За формирование С2 транзиентов ответственны не только активные области, окружающие корональную дыру. Граница с полем корональ-ной дыры закрытых конфигураций поля, так называемая линия сепаратрисы, по-видимому, играет определяющую роль. Изменение синоптических карт с циклом показывает, что в самом начале цикла первые корональные дыры появляются не только у полярных шапок, но и эпизодически на низких широтах. При этом, хотя транзиент в белом свете фиксируется в приэкваториальной зоне, возмущение в линии FeXV 284A распространяется от экватора до полюсов. Синоптические карты С2 и На показывают, что при исчезновении волокон возмущение распространяется на расстояния, сравнимые с солнечным диаметром, и, по-видимому, также связано с линией сепаратрисы, как границы закрытой конфигурации поля с открытой.
1. ВВЕДЕНИЕ
В последнее время солнечные исследования существенно обогатились наблюдениями спутника "SOHO", которые охватили уже более половины солнечного цикла. В 2000 г. в системе Internet появились карты распределения интенсивности корональных транзиентов LASCO C2, C3 по восточному и западным лимбам Солнца за Кэрринг-тоновские обороты 1905-1978, 1996-2001 гг. Невозмущенный усредненный фон был вычтен [Rich et al., http://lasco-www.nrl.navy.mil/carr_maps].
Составители этого атласа отметили [Rich et al., 2000], что по мере роста солнечной активности корона эволюционирует от двухсекторной структуры к сложной мультисекторной, что яркости меридианных карт EIT соответствуют яркостям синоптических карт С2, С3.
Анализ синоптических карт корональных транзиентов впервые по данным SMM осуществил Хундхаузен [Hundhausen, 1993]. Он рассмотрел карту за Кэррингтоновский оборот 1755, 1984 г. Отрицая связь корональных транзиентов с коро-нальной "дырой", он привязывал их только к областям закрытого магнитного поля. Отметил, что в 1984 г. (год, близкий к минимуму солнечной активности) большинство корональных транзиентов покидало Солнце возле магнитного экватора.
Одними из первых синоптические карты С2, С3 по наблюдениям ИСЗ "SOHO" были использованы Шилли с соавторами [Sheeley, 1999]. Они
применили небольшие участки карт шириной два дня для построения зависимости высоты транзи-ента от времени. Сделали вывод, что транзиенты подразделяются на два типа: ускоряющиеся и тормозящиеся.
Синоптические карты удобны при изучении глобальности явления солнечных транзиентов. Постараемся получить некоторые дополнительные сведения по синоптическим картам С2 и На, меридианным картам яркости 195 и 304, 284А, и данным о корональных "дырах" 10830А по круглым картам обс. Kitt Peak.
2. КОРОНАЛЬНЫЕ ДЫРЫ НА СИНОПТИЧЕСКИХ КАРТАХ С2
Распределение интенсивности синоптических карт С2, С3 в самом деле драматически меняется при переходе от минимума к максимуму цикла. При первом взгляде на синоптические карты С2 максимума солнечной активности распределение их интенсивности кажется совершенно хаотическим. Однако при более внимательном рассмотрении заметно, что картина, наблюдаемая на Е-лим-бе, со сдвигом 13-14 дней повторяется на W-лимбе весьма часто. Устойчивыми в этом смысле могут быть названы некоторые темные пространства, ограниченные яркими длинными, протяженными по времени полосками, гелиоширота которых меняется весьма мало. При сравнении с меридианными картами в линиях 195 и 304А становится
очевидным, что некоторые из этих ярких полосок по широте и времени существования соответствуют прохождению по диску активных областей. Однако на картах С2 они не формируют устойчивых объединений активных областей карт 195 и 304А, которые отмечались многими исследователями как крупномасштабные ячейки активности. Назовем несколько работ, посвященных анализу ячеек крупномасштабной активности: ячеистая структура фоновых полей, когда биполярные активные области образуют ячейки одной полярности размером около 70 х 50° [Bumba, 1987], солнечные факелы, пятна и вспышки концентрируются вблизи нейтральной линии крупномасштабного магнитного поля [Bumba, Howard, 1965], пятна и факелы образуют два вида долгоживущих ячеек [Иванов, 1987].
Если транзиент покидает Солнце с Е-лимба, то статистически более вероятно, что он возник на восточной полусфере Солнца, а не на западной. Примем эту закономерность. Синоптические карты С2 показывают, что крупномасштабные объединения активных областей [Bumba, 1987; Bumba, Howard, 1965; Иванов, 1987] не формируют характерных структур этих карт. Следовательно, активные области крупномасштабной ячейки с непохожей друг на друга вероятностью могут генерировать корональный транзиент. Оказалось, что местами с похожей вероятностью являются некоторые области вокруг корональной "дыры". Образующиеся при этом структуры не изменяются фундаментально, по крайней мере, в течение 1314 дней.
Рассмотрим CR1964. На восточном лимбе С2 есть темная структура, которая видна с 11 по 19 июня, и на западном лимбе - с 24 июня по 4 июля (рис. 1а). Вспомним работу [Hundhausen, 1993], где было показано, что корональные транзиенты в среднем могут быть видны в поле зрения коронографов при отклонении плоскости их траектории от плоскости неба на ±35°, т.е. могут быть видны за два дня до появления генерирующей их структуры на восточном лимбе Солнца и столько же времени после прохождения ею западного лимба. Значит, искомое нами образование должно было появиться на восточном лимбе не позднее 13.5 июня и проходить по центру диска в интервале 20.5-24 июня. Меридианные карты 195А и 10830А показывают, что в эти дни приблизительно на тех же широтах располагалась корональная дыра. Практически то же мы получаем при рассмотрении этой же темной структуры на западном лимбе. Конечно, темные структуры обоих лимбов подобны только в общих чертах. Интересно, что только две яркие полоски, окружающие темное образование С2, судя по синоптической карте На, являются активными областями. Наиболее же яркие границы с юго-востока и северо-запада являются местами без активных областей с большим количеством
недолго существовавших, от 1 до 5 дней, волокон, согласно обозначениям обс. Медон (рис. 16). Повторим рассуждения относительно картины С2 кэр-рингтоновского оборота 1962, CR1962 (19.04.0017.05.00). На синоптических картах С2 восточного лимба темная структура, аналогичная структуре западного лимба, наблюдалась на широтах от S30 до N70 от 17 до 29 апреля. До центра диска эта структура должна была добраться не позднее 26 апреля. Темные места на меридианных картах 304 и 195А можно видеть с 24 апреля до 1 мая на широтах от нуля до +30°. Круглые карты 10830 дают корональную "дыру" c 24 апреля по 5 мая на широтах от 30 до 40°. При этом с 30 апреля по 3 мая ее сопровождает приэкваториальная дыра с широтами, не удаляющимися от экватора в обе стороны более чем на 10°. По картам С2 также видно, что рассматриваемая темная структура состоит из двух частей. Этот случай показывает, что дыра 10830 занимает лишь центральную часть области, наблюдаемой как темная структура на картах С2. При этом широты ярких участков границ этой темной области позволяют связать их с деятельностью активной области только в приэкваториальной их части. Это подтверждается и рассмотрением аналогичной темной структуры оборота CR 1955(11.10.1999-07.11.1999), видимой на восточном лимбе 23-27 октября на широтах 10-50° к северу от экватора (рис. 2). Ответственная за ее появление структура на диске должна подойти к центральному меридиану не позже 1 ноября. Имеем отчетливую дыру на этих широтах 30 октября-1 ноября на медианных картах 195 и 304А. На круглых картах 10830А 30 октября наблюдается дыра, вытянутая вдоль северной широты 40° с отростком до 50° к востоку от СМ и небольшая дыра у центрального меридиана на северных широтах 10-30°.
Таким образом, генерация С2 транзиентов происходит из пояса областей, расположенных по периферии корональной дыры. Близость закрытых структур магнитного поля (активные области, волокна) и открытого поля дыры, возможно, является решающим фактором для появления транзиента. Так, в работе [Delannee and Aulamier, 1999] показано, что уярчения, производимые ко-рональным транзиентом, локализованы в основании сепаратрис. Сепаратриса - граница между открытой и закрытой магнитными конфигурациями поля. В самом деле, например, вычисления Обридко для 13 июня 2000 г. показывают две се-паратрисные кривые. Проделав вышеописанный нами расчет, мы получаем две темные структуры на СR1963 на соответствующих широтах и с соответствующим сдвигом по времени, которые и наблюдаются на синоптических картах С2.
LASCO C2: CR 1964 (QL)
(ratio tw/4-year bkgd) B0 = 3.2° East Limb B0 = 0.0° B0 = 4.6° West Limb B0 = 1.7°
00/06/20
00/07/03
00/06/06 00/07/17
R
2.
90 45 H 0
-45
3 1 29 27 26 23 21 19 17 16 13 11 9 7 16 14 12 10 8 6 4 2 30 28 26 24 22 20 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i
g e
в oí e .0
^ СО
a La
R
.5 4.
0
-45 -90
90 180 270 360 0 90 180 270 360
Longitude (Deg) & Day-of-Month
10.52 July 2000
ROTATION 1964 N
13.32 June 2000
60 50 40 30 20 10
B 0: -10> -20-30. -40 -50 -60
W
a
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
S
Рис. 1. Синоптическая карта интенсивности транзиентов С2 ("SOHO" LASCO) на западном и восточном лимбах Солнца за Кэррингтоновский оборот N1964 (а). Синоптическая карта Ha Кэррингтоновского оборота N1964 (б);сплошной линией обведены места яркого свечения С2, штриховк
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.