КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2007, том 45, № 5, с. 411-419
УДК 523-98
НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СВЯЗИ ЛИМБОВЫХ КОРОНАЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ МАССЫ С ЭРУПТИВНЫМИ ПРОТУБЕРАНЦАМИ И ПОСТЭРУПТИВНЫМИ АРКАДАМИ
© 2007 г. В. Г. Файнштейн
Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск vfain@iszf.irk.ru Поступила в редакцию 09.02.2006 г.
Показано, что существует положительная корреляция между угловыми размерами (в плоскости неба) эруптивных протуберанцев и/или постэруптивных аркад и связанных с ними корональных выбросов массы. Обнаружены новые закономерности, характеризующие связь между широтой эруптивных протуберанцев (постэруптивных аркад) и положением по широте связанных с ними КВМ в поле зрения коронографа. Дана интерпретация этим закономерностям.
РАС8: 90.60.ph
1. ВВЕДЕНИЕ
Корональные выбросы массы (КВМ) - это крупномасштабные магнитоплазменные структуры, возникающие на Солнце и уходящие в межпланетное пространство, вынося туда заметное количество массы, энергии и магнитного потока. Об основных свойствах КВМ см. обзоры [1, 2], а также работы [3-5] и цитируемую в них литературу.
КВМ являются важным элементом космической погоды [6]. Воздействуя на магнитосферу Земли, они вызывают нерекуррентные, в том числе самые сильные геомагнитные бури [7, 8]. Еще со времени скайлэбовского периода наблюдений известно, что корональные выбросы массы часто наблюдаются в тесной связи с эруптивными протуберанцами (ЭП) или волокнами. Было установлено, что ~70% КВМ связаны с ЭП [9]. Аналогичные результаты были получены для КВМ, наблюдавшихся коронографом/поляриметром на борту БММ [10]. Анализируя ЭП, наблюдаемые в микроволновом диапазоне, авторы работы [11] показали, что 73% ЭП сопровождались КВМ. Многие КВМ имеют характерную структуру из трех частей: яркая наружная оболочка, внутренняя темная полость и замыкающее структуру яркое ядро [12]. Такое ядро интерпретируется как материал эруптивного протуберанца (волокна). Наиболее отчетливо трехэлементная структура КВМ наблюдается в КВМ, связанных с ЭП из спокойных областей Солнца.
КВМ, связанные с ЭП, характеризуются рядом отличительных особенностей. Показано, что они по сравнению с корональными выбросами, связанными со вспышками, в среднем обладают меньшей скоростью [13-15]. Во многих случаях
такие КВМ характеризуются в поле зрения коронографа постоянным ускорением [14].
Еще одним проявлением солнечной активности, связанной с корональными выбросами массы являются постэруптивные аркады (ПЭА). Согласно результатам работы [16], существует практически однозначное соответствие между ПЭА, наблюдаемыми прибором БОИО/ШТ в линии БеХП ^195 А, и КВМ, детектируемыми в белом свете коронографами 5ОИО/ЬА8СО. При этом заметим, что ПЭА связаны с более широким классом КВМ, чем КВМ, сопровождающиеся наблюдаемыми эруптивными протуберанцами (волокнами).
Недавно на основе анализа небольшой выборки лимбовых КВМ, связанных с ЭП, автором было показано, что между видимыми в плоскости неба угловыми размерами корональных выбросов массы и эруптивных протуберанцев существует положительная корреляция: в среднем с ростом размера ЭП увеличивается размер связанного с ним КВМ [17-19].
В настоящей работе связь между размерами КВМ и размерами ЭП и/или ПЭА исследована с использованием статистически более значимой выборки. Изучены также закономерности, характеризующие связь между положением эруптивного протуберанца (постэруптивной аркады) и траекторией КВМ.
2. ДАННЫЕ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Для анализа использовалась выборка из 68 событий периода декабрь 1996 г.-декабрь 2002 г. (таблица 1). Использовалась следующая методика формирования этой выборки. Прежде всего,
Таблица 1
Дата ЭП и ПЭА 0p_a, град §p-a, град 0сме> „рад 2а, град Дата ЭП и ПЭА 0p-a, град Sp-a, град 0сме, град 2а, град
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
23.XII.96 -23 4 -12 52 26.I.01 32.5 24 5 148
29.IX.97 22 3.5 15 55 8.III.01 18.5 12 37 120
25.XI.97 27 2 11 51 1.IV.01 20.5 3.5 8 48
26.XII.97 28 3.5 5 35 3.IV.01 -17 3.5 -20 35
21.IV.98 30 13.5 22 62 26.VI.01(1) -35 3 -29 47
28.V.98 12 10 1 69 26.VI.01(2) -31 10 -20 148
2.VI.98 -48 6 -22 60 20.VII.01 25 3 13 27
22.VI.98 30.5 5 20 16.5 24.VIII.01 11.5 2 27 20
26.X.98 35 3 18 15 8.XII.01 12 5 8 96
6.XI.98 -1.5 2 -1 44 16.XII.01 -7.5 3 -17 73
27.V.99 24 7 5 94 24.XII.01 -13 6 -11 84
4.VI.99 15 9 35 59 8.I.02 -45 5.5 -44 45
14.VI.99 66 13 -42 155 24.I.02 20 -16 129
13.VII.99 58 3.5 64 50 21.II.02 24 9 5.5 90
25.VII.99 23 6 29 99 28.II.02 -22 8 -17 90
11.VIII.99 29 8 26 129 2.III.02 -23 35 -35 157
20.VIII.99 61 13 76 88 17.IV.02 -14 6.5 -5 30
8.IX.99 -33 9 -48 98 18.IV.02 -13 6.5 -21 89
21.IX.99 23 10 28 125 24.IV.02 -29 8 -24 55
27.XII.99 43 12.5 76 95 7.V.02 -40 5 -19 75
19.III.00 -48 9 -40 111 8.V.02 -7.5 3 -4 50
19.III.00 -15.5 9 -27 73 12.V.02 20 6 27 70
20.III.00 -15 14 -35 120 15.V.02 50 5.5 17 88
3.IV.00 -35 8 -7 90 17.V.02 13 2.5 5 39
27.IV.00 22 12 28 132 26.VI.02 22 8 -6 123
25.VI.00 29 10 29 90 30.VI.02 -20 14 -60 128
28.VI.00 21 10 -6 134 1.VII.02 -28 13 -66 145
24.VII.00 -30 6 -61 60 7.VIII.02 -50 14 -34 145
2.VIII.00 53 8 46 129 17.VIII.02 -25 5.5 -44 84
11.VIII.00 26.5 7 3 70 30.IX.02 45 9 36 41
2.XI.00 18 16 32 147 1.XII.02 -30 8 5 -37 60
27.XII.00 -18 12 -21 134 1.XII.02 -30 4.5 -18 30
7.I.01 26 12 28 76 13.XII.02 -23 5 -44 70
14. I.01 46 20 57 134 26.XII.02 14.5 5.5 9 27
1 - дата события; 2 - широта эруптивного протуберанца (постэруптивной аркады); 3 - угловой размер эруптивного протуберанца (постэруптивной аркады); 4 - широта коронального выброса массы; 5 - угловой размер коронального выброса массы.
по данным (http://sgd.ngdc.noaa.gov/sgd/jsp/so-larindex.jsp) были отобраны события с эрупцией лимбового протуберанца (события типа ЕРЬ), зарегистрированного по На наблюдениям Солнца. Затем были визуально проанализированы еже-
дневные последовательности изображений Солнца и короны (mpg-файлы), полученные приборами SOHO/EIT [20] и SOHO/LASCO [21]. В результате такого анализа из выделенных событий типа EPL были отобраны события, для которых на изобра-
жениях Солнца в линии FeXII ^195Á (SOHO/EIT) наблюдалась эрупция протуберанца и/или постэруптивная аркада, а в поле зрения коронографа был виден связанный с этими проявлениями активности КВМ. К этим событиям были добавлены события с ЭП (ПЭА), которые не были связаны с событиями типа EPL по данным Ha наблюдениям, но были видны в линии FeXII ^195Á.
КВМ считался связанным с эруптивным протуберанцем (ЭП), если момент первой регистрации КВМ в поле зрения коронографа LASCO С2 (по данным "LASCO CME catalog", представленного на сайте http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/in-dex.html) оказывался в пределах трехчасового интервала относительно момента начала эрупции протуберанца, а видимая ось КВМ оказывалась в пределах 30° (за одним исключением, см. таблицу 1) относительно местоположения ЭП по широте. При этом широта видимой оси КВМ находилась как полусумма широт границ КВМ. Об определении этих границ см. ниже.
Обоснование критерия выбора указанного разброса ЭП и КВМ по широте будет дано позднее. Выбор 3-х часового интервала между реги-страциями ЭП и КВМ согласуется с критериями отбора КВМ, связанных с солнечными вспышками и/или эруптивными протуберанцами, использовавшимися в других работах (см., например, обсуждение этого вопроса в работе [15]). Заметим, что для ~73% рассмотренных событий момент появления КВМ в поле зрения коронографа LASCO С2 оказался смещенным относительно начала эрупции протуберанца в пределах 1.1 часа.
Что касается связи КВМ с постэруптивной аркадой (ПЭА), то КВМ считался связанным с ПЭА, если он был связан с ЭП, предшествовавшими появлению ПЭА, согласно только что сформулированным критериям связи КВМ с ЭП. В данном случае события с постэруптивными аркадами использовались тогда, когда определение границ ЭП на изображениях Солнца в линии FeXII ^195Á было менее надежно, чем определение границ связанной с ЭП постэруптивной аркады. Заметим, что события с постэруптивными аркадами, связанными с относительно яркими лимбовыми вспышками в данной работе не анализировались.
Из анализа исключались события, в которых угловой размер КВМ (2a), формально связанного с ЭП и/или с ПЭА на лимбе согласно приведенным выше критериям, превышал 180°. КВМ, чей источник расположен на лимбе, скорее всего не может иметь такие размеры. Обоснование этого утверждения мы выносим за рамки данной работы.
КВМ с 180° < 2a < 360° согласно существующей классификации относятся к событиям типа "гало" или "полу-гало" в отличие от "полных гало", для которых 2a = 360° [3, 22, 23]. Их источники могут располагаться на солнечной поверхно-
сти на заметном удалении от лимба [22] и наблюдаемые на лимбе ЭП и ПЭА к таким КВМ скорее всего не имеют отношения.
В настоящее время к событиям типа "гало" или "полу-гало" некоторые авторы относят КВМ с угловыми размерами 2a, превышающими 120°-140° [22-23]. Их источники также могут находиться на видимом диске Солнца на заметном расстоянии от лимба. Поэтому из анализа исключались события с 2a > 120°, в которых, наряду с лимбовыми ЭП и/или ПЭА, аналогичные проявления солнечной активности (и/или солнечные вспышки) в близкие моменты времени наблюдались на видимом диске Солнца. В таких событиях трудно недвусмысленно определить источник анализируемого КВМ. В то же время нельзя исключить, что в число анализировавшихся событий с 2a > 120° попали КВМ типа "полу-гало", источники которых находятся не вблизи лимба, а на обратной стороне Солнца на заметном удалении от лимба.
Заметим, что введение нижней границы видимого углового размера КВМ типа гало ("полу-гало") иногда интерпретируется как невозможность для КВМ (в том числе для лимбовых КВМ) иметь реальные угловые размеры 2a > 120° [2]. Основываясь на полученных в данной работе результатах, а также на оценках угловых размеров КВМ типа "полных гало" [18-19], автор считает такой вывод неправильным.
На рис. 1 показаны примеры рассмотренных событий по данным SOHO/EIT и SOHO/LASCO. Приведены события, связанные с ЭП и/или ПЭА как маленьких, так и больших размеров. Изображение эруптивного проту
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.