авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Исследования солнца на ратан-600 в многоазимутальном режиме (

0-734646 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ГЛАВНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

На правах рукописи

Тохчукова Сусанна Хасановна ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЦА НА РАТАН-600 В МНОГОАЗИМУТАЛЬНОМ РЕЖИМЕ (специальность 01.03.02 - астрофизика и радиоастрономия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидат» физико-математических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2002

Работа выполнена в Специальной астрофизической обсерватории Российской Академии наук.

Научный руководитель — доктор физихо-математических наук БогодВ.М.

Официальные оппоненты — доктор физико-математических наук Яснов Л.В.

кандидат физико-математических наук Чариков Ю.Е.

Ведущая организация: Астрономический институт СПбГУ

Защита состоится "27" декабря 2002г. в 11 часов 30минут на заседании диссертационного совета К002.120.01 в Главной астрономической oбсерватории Российской Академии Наук по адресу:

196140, Россия, Санкт-Петербург, Пулковское шоссе, 65/1, ГАО РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАО РАН.

Автореферат разослан "26" ноября 2002г.

Ученый cекретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. наук Е.В.Милецкий 0-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.

Актуальность темы диссертации. Исследование природы вспы шечной активности Солнца является актуальной проблемой современ ной астрофизики. Развитие наблюдательной техники и методики спо собствует получению новых данных о процессах, происходящих в ат мосфере Солнца, и разработке эффективных методов прогнозирования мощных геоэффективных вспышек. Несмотря на большое количество запущенных в последние годы спутниковых обсерваторий от Skylab до Rhessi, наземные исследования в радиодиапазоне не потеряли свою значимость и в наши дни, так как они дают уникальную, не дублируе мую другими методами информацию о магнитных структурах на уров нях хромосферы и нижней короны. Радио наблюдения на крупных ин струментах с высоким пространственным разрешением (VLA и OVRO (США), Nobeyama (Япония), ССРТ и РАТАН-600 (Россия)) позволя ют исследовать детальную структуру солнечных образований, и спо собны регистрировать весьма небольшие изменения параметров сол нечной плазмы - магнитных полей, температуры и плотности, в обла сти солнечной атмосферы, где развиваются предвспышечные явления и происходит накопление энергии, что недоступно при измерениях в других диапазонах. Однако каждый из этих инструментов имеет свои ограничения, определяющие его круг задач.

На сегодняшний день в мире не существует адекватного радиотеле скопа (по спектральному разрешению и диапазону, чувствительности и точности поляризационных измерений) для изучения свойств плаз мы на ранней стадии зарождения вспышек, поэтому наблюдательные данные о предвспышечных изменениях в активной области в радио диапазоне часто неполны, трудно классифицируемы и порой проти воречивы. Самый известный спектральный критерий возниконовения протонных вспышек Танаки- Эноме подвергался многочисленным ре визиям и имеет оправдываемость не более 70%.

Как показали практические наблюдения, радиотелескоп РАТАН 600 в сочетании с широкодиапазонным Панорамным Анализатором Спектра обладает уникальными параметрами (высокая чувствитель ность по потоку (несколько янских), высокая точность измерения сте пени поляризации ( 0.03%), хорошее спектральное разрешение (5%) в широком диапазоне микроволн (от 1 до 30 см)), которые дают воз можность изучения тонких спектрально-поляризационных изменений в магнитосферах активных областей Солнца на уровне, не доступном для регистрации другими инструментами (ССРТ, Нобеяма, VLA). Это способствовало достижению важных результатов в радиастрономиче ских исследованиях Солнца: развитию методов измерения магнитных полей на уровне хромосфера-корона;

разработке концепции магнито сфер активных областей;

обнаружению явления радиогрануляции;

по лучению спектров отдельных компонент локальных источников радио излучения (пятенные источники, гало, протуберанцы), доказательству существования длительных нетепловых процессов в солнечной короне и циклотронных линий излучения;

измерению магнитного поля в цен тре корональной дыры и др.

В то же время возможности радиотелескопа РАТАН-600 для ис следования Солнца еще не до конца реализованы. Предусмотренный в проекте режим многократных наблюдений в азимутах был дважды опробован в ограниченном варианте, но из-за методических и техни ческих трудностей регулярно не использовался. Наблюдения обычно проводились в транзитном режиме в меридиане, что ограничивало при менение этого инструмента для исследования тонких особенностей ра диоизлучения в спектре и поляризации предвспышечного состояния солнечной плазмы и их вариаций.

В период 1999-2002 гг был проведен комплекс работ по реализа ции нового режима наблюдений - режима многократного сканирова ния в азимутах в антенной системе "Южный сектор с Перископиче ским отражателем" (далее ЮП). Сейчас этот режим позволяет про водить квазисопровождение Солнца в течение 4- 4.5 часов с времен ным разрешением около 4 минут. В периоды, когда склонение Солнца принимает экстремальные значения, использование многоазимуталь ных наблюдений позволяет восстанавливать по одномерным проекци ям ("сканам") двумерные изображения стабильных областей с про странственным разрешением до 17 х 150" одновременно на 20 длинах волн в диапазоне от 1.74 до 15 см. Для реализации многоазимутально го режима наблюдений были проведены методические исследования и разработано программное обеспечение, которое описано в данной рабо те. Внедрение нового режима наблюдений позволило исследовать ди намику предвспышечного состояния активных областей Солнца, и в результате обнаружить несколько тонких спектрально- поляризаци онных особенностей микроволнового излучения локальных источни ков активных областей, в которых происходили мощные вспышки.



2~ Основными целями работы являются:

• Внедрение в регулярное пользование режима многоазимуталь ных наблюдения Солнца на ЮП.

• Разработка программного обеспечения для обработки многоази мутальных наблюдений и многоволнового картографирования.

• Использование многоазимутального режима для исследования ран ней стадии предвспышечного состояния солнечных активных обла стей.

Научная новизна работы. Внедрен в регулярное пользование но вый режим многоазимутальных наблюдений Солнца, который впер вые позволил исследовать на РАТАН-600 предвспышечную динамику структуры солнечных активных областей с временным разрешением до 4 минут в течение 4,5 часов.

Благодаря этому удалось обнаружить новые эффекты в поляризо ванном излучении в сантиметровом диапазоне, которые являются про явлениями в радиодиапазоне ранней подготовительной стадии солнеч ных вспышек. Получены новые данные о динамике предвспышечной фазы вспышечно-продуктивных активных областей (ВПАО). Стати стическое исследование свойств этих эффектов в течение года регуляр ных наблюдений в многоазимутальном режиме позволило исследовать временные характеристики и диапазон частот, в котором наблюдаются обнаруженные эффекты.

Разработано новое программное обеспечение для анализа времен ных вариаций радиоизлучения по данным наблюдений в азимутах с ис пользованием вейвлет - анализа, а также программное обеспечение для многоволнового картографирования, которое позволяет получать од новременные двумерные изображения солнечных активных областей на 15 длинах волн в диапазоне 2- 15 см, в интенсивности и круговой поляризации.

Научное и практическое значение.

1. Разработана и внедрена в практику регулярных наблюдений ме тодика многократного сканирования радиоисточников в азимутах на Южном секторе с Плоским отражателем.

2. Получены новые данные о существовании ранней подготовитель ной стадии в предвспышечной фазе для мощных вспышечных со бытий. Данные могут быть использованы как для развития тео рии солнечных вспышек, так и для разработки метода их эффек тивного прогноза.

3. Разработано программное обеспечение по обработке многоазиму тальных наблюдений (многоволновое картографирование, сопо ставление с данными других обсерваторий), которое регулярно используется на РАТАН-600. Достигнута полная автоматизация первичной обработки данных наблюдений, что значительно со кращает время, необходимое для анализа данных. Для разработ ки ПО использовался общепринятый для солнечных наблюдений язык программирования IDL (с поддержкой Astrolib и формата SOHO FITS).





4. Разработана методика и программное обеспечение для анализа вариаций радиоизлучения по многоволновым многоазимуталь ным данным РАТАН-600 с применением вейвлет - анализа. Это позволило обнаружить квазипериодические колебания в деталях локальных радиоисточников на Солнце с периодами около 80, и 30 минут. Дальнейшее исследование спектральных и временных свойств этих колебаний, а также развитие метода для исследо вания колебаний с меньшими периодами представляет несомнен ный интерес для физики Солнца.

На защиту выносится:

1. Реализация и внедрение в регулярное пользование режима мно гоазимутальных наблюдений для изучения пространственной и временной структуры солнечного радиоизлучения в широком диа пазоне длин волн.

2. Разработка программного обеспечения для многоволнового кар тографирования солнечных активных областей и детального ана лиза динамики структуры АО.

3. Разработка методики разделения двух активных широт на Солн це при наблюдениях на ЮП.

Ряд астрофизических результатов, полученных на основе мно гоазимутальных наблюдений:

4. Обнаружение эффекта предвспышечного микроволнового потем нения, который сопровождается узкополосной (5%) инверсией зна ка поляризации в микроволновом диапазоне.

5. Интерпретация наблюдаемого явления как признак постепенного (в течение трех дней) формирования холодного волокна в высот ной структуре АО, дестабилизация которого произошла за два часа до вспышки, и, по-видимому, инициировала начало процес сов мощного энерговыделения с корональным выбросом масс.

6. Обнаружение тонких спектральных эффектов в поляризованном излучении активных областей (коротковолновое увеличение по ляризованного потока, появление частотной области с низкой степенью поляризации, многократными инверсиями поляризации по частоте и времени и т.д.), являющихся индикаторами пред вспышечного состояния активных областей.

Дальнейшие исследования этих явлений могут быть использова ны для разработки эффективных прогнозов вспышек и развития теории формирования плазменных структур, в которых происхо дит накопление и выделение энергии солнечных вспышек.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XXVII Радиоастрономической конференции в Санкт-Петербурге, 1997 г.;

XIV Конференции молодых европейских радиоастрономов КМЕРА -1998, Пущино;

CESRA workshop "Coronal Explosive Events", June 1998, Espoo, Finland, VII Российско-Финском симпозиуме в Санкт-Петербурге, 1999 г;

Joint European and National Astronomical Meeting (JENAM) 2000 в Москве, международной конференции "Солнце в максимуме ак тивности и солнечно-земные аналогии" в Санкт-Петербурге, 2000 г;

Все российской Астрономической Конференции (ВАК) - 2001, Solar Cycle and Space weather (SOLSPA) - 2001 европейской конференции в Италии, международной конференции "Солнечная активность и космические лучи после смены знака полярного магнитного поля Солнца", Санкт Петербург, 2002, конференции стран СНГ и Прибалтики по активным процессам на Солнце и звездах, С-Петербург,2002;

10th European Solar Physics Meeting (SPM) "Solar Variability: From Core to Outer Frontiers", в Праге, Чехия, 2002 г, российской конференции памяти А.А. Пистоль корса "Радиотелескопы РТ-2002", и на других конференциях, а также на радиоастрономических и астрофизических семинарах САО и ГАО.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из вве дения, двух частей (часть I - методическая -1 глава, Часть II - резуль таты наблюдениий - 2-ая и 3-ья главы), заключения, списка цитируе мой литературы. Общий объем диссертации 120 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной ра боты, сформулирована ее цель, новизна и научная значимость, ука зано, где диссертация прошла апробацию, а также приведено краткое изложение содержания диссертационной работы.

В первое главе описывается методика наблюдений в многоазиму тальном режиме на ЮП и обосновывается необходимость улучшения комплексных параметров радиотелескопа для исследования радиоиз лучения Солнца. В сочетании с Панорамным Анализатором Спектра (ПАС) [25] радиотелескоп является уникальным инструментом для солнечных исследований, позволяющим вести параллельный прием в широком диапазоне волн с 5%-ным спектральным разрешением, с вы сокой чувствительностью по потоку (несколько миллиянских) и высо кой точностью измерения степени поляризации (доли процента). Кон струкция телескопа позволяет реализовать множество различных ре жимов наблюдений, включая несколько методов картографирования и квазисопровождения [24], в том числе в антенной системе ЮП. Одна ко до настоящего времени ЮП РАТАН-600 использовался, в основном, для получения одномерных сканов радиоисточников в режиме прохо ждения через меридиан.

Предпосылками для внедрения многоазимутального режима послу жили:

• создание Панорамного Анализатора Спектра, перекрывающего широкий микроволновый диапазон с подробным спектральным анализом;

• полная автоматизация установки отражательных элементов юж ного сектора РАТАН-600 и перископического отражателя;

• установка на Облучатель N3 высокоточного цифрового привода с управлением от компьютера и достижение быстрой и точной установки его в определенный азимут;

• развитие вычислительной техники, используемой для сбора и обработки данных, которая расширила возможности для много кратных наблюдений и быстрого многоволнового синтеза изобра жений.

В главе приводится описание методических особенностей при рабо те с одномерной диаграммой и рассмотрено влияние различных оши бок, возникающих при реализации многоазимутального режима на блюдений.

Приведено описание различных программ математического обеспе чения разработанных автором на языке программирования IDL, кото рый широко используется для обработки солнечных данных во всем мире, а также на языке C++ в ОС Win32.

Необходимость разработки нового математического обеспечения для, нового режима определяется тем, что для взаимной привязки азиму тальных данных необходимо провести коррекцию ошибок, специфиче ских для азимутальных наблюдений, а также для работы с большими массивами данных (61 (азимутов) х 36 (длин волн) =2196 массивов од номерных изображений Солнца в день) необходимо автоматизировать всю первичную обработку, обеспечить удобство регулярного сопоста вления сканов в азимутах по длине волны, автоматизировать подготов ку данных для вейвлет - анализа и т.п. Современный уровень работы с данными солнечных наблюдений, получаемых как на РАТАН-600, так и на других инструментах, требует повышения качества изображений, представления данных в виде, удобном для восприятия и анализа, и обеспечения удобства пользования программным обеспечением. Кроме того, возросшие возможности вычислительной техники уже не накла дывают ограничения на объем вычислений, необходимый для карто графирования на ЮП.

Для эффективного отождествления данных, полученных в мно гоазимутальном режиме, разработана программа FITSRAT, которая позволяет просматривать одномерные и двумерные данные других об серваторий, работающих в разных диапазонах (рентген, ультрафиолет, оптика, радио) в формате FITS, и определять простые параметры ис точников (потоки, координаты). Программа включает в себя функцию свертки карт с двумерной диаграммой РАТАН-600 с записью получен ных одномерных сканов в формате стандартной программы обработки WorkScan[28], что дает возможность более детального сопоставления данных. Для исследования временных вариаций излучения солнеч ных структур методом вейвлет - анализа многоазимутальных данных РАТАН-600 предназначена программа WAVERAT.

В этой же главе приводится подробное описание методики много волнового картографирования солнечных активных областей из на блюдений на ЮП. Ранее методика восстановления двумерных изобра жений по проекциям была реализована другими авторами [26],[27], но используемое в то время программное обеспечение на сегодняш ний день морально устарело. Последний пакет программ на языке FORTRAN в операционной системе ДОС был жестко привязан к старо му формату наблюдений (который использовался до 1995 года), имел принципиальное ограничение на количество точек (что в свое время было оправдано целями экономии машинного времени при вычисле ниях), и мог обрабатывать за один раз только одну волну. Новый па кет программ (RAIS) [7] реализован в среде программирования IDL, с использованием стандартного формата FITS и библитотек Astrolib.

Пакет совместим с программой WorkScan, имеет графический интер фейс, работает как в пакетном, так и в интерактивном режиме, и от крыт для модификации пользователем. Установленный в настоящее время на Облучателе N3 солнечный многоволновый комплекс обеспе чивает данные для построения одновременных карт на 15 длинах волн в диапазоне от 2 до 15 см. В программе RAIS реализована возможность строить карты всего диска Солнца одновременно на всех имеющихся длинах волн, с использованием в качестве входных данных наблюде ний в режиме ЮП, а также в других режимах, в частности, в режиме "эстафета с зонированием"[8].

При одномерных наблюдениях Солнца часто возникает проблема разделения вклада излучения активных областей, находящихся в се верном и южном полушариях, и одновременно попадающих в верти кальную диаграмму. Разработана методика разделения потоков путем сканирования активных широт на Солнце двумя разными квазилиней ными участками вертикальной диаграммы направленности, которая решает эту задачу. Проведение многоазимутальных наблюдений попе ременно с двумя значениями выноса ДНА по высоте дает возможность исследовать динамику областей, совпадающих по вертикали, что не доступно в режимах азимутального апертурного синтеза и при квази сопровождении с несмещенной вертикальной диаграммой.

Во введении ко второй части приведен обзор разнообразных на блюдательных данных по радиоастрономическим исследованиям пред вспышечных явлений. Отмечено, что большинство наблюдений имели ограничения либо по временной динамике излучения, либо проводи лись на одной частоте или с узким перекрытием частотного диапа зона, либо с недостаточным пространственным разрешением, либо с низкой точностью измерения степени поляризации, либо с низкой чув ствительностью по потоку радиоизлучения и т.п. Несмотря на наличие в мире разнообразных радиотелескопов с высоким пространственным разрешением (от радиогелиографов - интерферометров до рефлектор ных антенн), подробный анализ спектра реализуется лишь на двух телескопах - РАТАН-600 и OVRO, которые полностью перекрывают диапазон частот 1-18 ГГц. Последний анализирует этот диапазон ча стот последовательно, переходя от одной частоты к другой, и имеет узкие полосы анализа, что значительно понижает чувствительность измерения поляризации. Приходится констатировать, что сегодня в мире отсутствует радиоастрономический инструмент (или несколько инструментов), параметры которого были бы адекватны для исследо вания предвспышечной динамики магнитных структур на Солнце.

Вторая глава посвящена применению расширенных возможностей радиотелескопа к изучению предвспышечной динамики излучения ак тивной области AR 8077. Хотя предвспышечные явления в спектрах активных областей регистрировались на РАТАН-600 и до реализации режима многоазимутальных наблюдений, однако при наблюдениях, проводимых один раз в день, установить достоверную связь между необычными явлениями в спектрах интенсивности и поляризации, и последующей вспышкой довольно трудно. Наблюдения с временным интервалом до 4 минут позволяют быть уверенными в наличии та кой связи за счет неоднократных наблюдений одних и тех же эффек тов и изучения их временных характеристик по отношению к момен ту вспышки. Так, эффект предвспышечного микроволнового потемне ния неоднократно регистрировался в многоволновых наблюдениях на РАТАНе перед мощными событиями на Солнце, генерирующими про тоны высоких энергий. В главе рассматривается активная область AR 8077, которая произвела мощную протонную вспышку 14 июля 2000г.

Она подробно исследовалась многими наземными и космическими об серваториями, и получила название вспышки "Дня Бастилии".

Наблюдения на РАТАН-600 в широком диапазоне волн с подробным (5%) частотным анализом и с высокой чувствительностью по потоку излучения позволили зарегистрировать (по увеличению непрозрачно сти плазмы) процесс медленного накопления массы волокна, который проявляется как эффект предвспышечного микроволнового потемне ния (интенсивности излучения). Важная информация в пользу гипо тезы формирования волокна также получена из спектральных поля ризационных наблюдений: в течение всего предвспышечного периода регистрировался эффект двойной смены знака круговой поляризации излучения в узкой полосе (5%) частот в середине сантиметрового диа пазона (4-5 см). Объяснение эффекта двойной смены поляризации рас смотрено в модели, согласно которой в солнечной плазме с инверсией температуры по высоте, избыток излучения х-моды сменяется избыт ком излучения о-моды. Проведено сопоставление данных РАТАН- с данными радиогелиографа в Нобеяма и ССРТ (Иркутск) и получе ны независимые подтверждения наблюдаемых эффектов. Наблюдения позволили предложить сценарий развития предвспышечной ситуации, который состоит в том, что над линией раздела полярностей магнитно го поля создаются условия для постепенного формирования холодного волокна. Накапливаясь в течение нескольких дней, и прогибая магнит ные арки под собой, масса волокна достигает критической величины, когда тяжелое газовое облако разрушает магнитную структуру арка ды. Это инициирует процесс аннигиляции магнитного поля на низких (фотосферных) уровнях, где начавшаяся вспышка видна в белом све те, и на высоких уровнях (в короне), где она наблюдается в рентгене, УФ и радиодиапазоне.

Третья глава посвящена результатам исследования в микровол новом диапазоне тонких спектральных особенностей поляризованного излучения вспышечно-продуктивных активных областей (ВПАО) на предвспышечной фазе с использованием нового режима многократных наблюдений на РАТАН-600 в азимутах.

Выполненный нами анализ солнечных активных областей по дан ным NOAA SEC (cм.http : //www.sel.noaa.gov/weekly/) показал, что все активные области можно распределить на три класса: стабильные, умеренной активности, и вспышечно- продуктивные (ВПАО). Стабиль ные области не производят никаких вспышек за все время их нахожде ния на диске. Умеренно активные области обычно производят много слабых вспышек и 1-2 мощные вспышки класса М. И наконец ВПАО, которые составляют лишь 5 % от всего количества активных областей (анализ проводился в год максимума солнечной активности), но про изводят около 95 % всех мощных вспышек с рентгеновским баллом М и X. Причем каждая ВПАО обычно генерирует не менее трех вспышек класса М и X.

Стабильные АО имеют простую стабильную структуру магнитных полей на уровне фотосферы, и монотонные спектры потока интенсив ности и поляризации радиоизлучения в микроволновом диапазоне, с максимумом около 4 - 5 см. Поведение этих спектров определяется совместным действием тепловых механизмов (тормозного излучения bremsstrahlung и циклотронного излучения на первых 3 - 4 гармони ках гирочастоты) [29]. Циклотронное излучение, приходящее от актив ной области, имеет круговую поляризацию, соответствующую избытку излучения необыкновенной волны, а знак поляризации определяется полярностью магнитного поля доминирующего пятна.

Пока не обнаружено особых изменений в спектрах умеренно актив ных областей, что может указывать также на стабильную структуру магнитного поля, изредка нарушаемую слабыми вспышками.

Вспышечно- продуктивные активные области имеют нестабильные и неоднородные спектры поляризованного излучения. Обнаружены сле дующие новые эффекты в микроволновом излучении на ранней стадии предвспышечной фазы во вспышечно-продуктивных активных обла стях:

• эффект коротковолновой инверсии знака круговой поляризации в активных областях, • эффект коротковолнового увеличения потока поляризованного излучения, • эффект многократной инверсии знака круговой поляризации по частоте и по времени.

По наблюдениям на РАТАН-600 проведено статистическое исследо вание на регулярных 10-месячных наблюдениях в течение 2001г., кото рое показало, что более 85% ВПАО имели спектрально-поляризационные эффекты в радиоизлучении на интервалах от нескольких часов до 3- суток. Исследованы спектральные и временные характеристики обна руженных поляризационных эффектов. Эти явления характеризуют ся широким диапазоном потоков радиоизлучения (0.05-10 с.е.п.), от носительно узким диапазоном длин волн (2-5 см), и регистрируются в интервале времени от нескольких часов до нескольких дней перед мощной вспышкой, а также во время вспышки. Предложены некото рые предварительные интерпретации наблюдаемых эффектов. Даль нейшее изучение обнаруженных проявлений вспышечной плазмы мо жет быть использовано для проверки существующих моделей солнеч ной вспышки, уточнения сценариев вспышек и будут полезны при раз работке новых эффективных критериев прогноза вспышечной актив ности.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ 1. Разработана методика наблюдений в многоазимутальном режи ме, что значительно повысило эффективность использования РАТАН 600 для исследования Солнца.

2. Разработан и внедрен комплекс программ по многоволновому кар тографированию и анализу переменности солнечного радиоизлу чения.

3. Расширено существующее программное обеспечение для обработ ки данных наблюдений Солнца в целях автоматизации первич ной обработки, и эффективного сопоставления с данными других инструментов.

4. Обнаружен эффект предвспышечного микроволнового потемне ния, который сопровождается узкополосной (5%) инверсией зна ка поляризации в средней части диапазона и дана его интерпре тация.

5. Обнаружены новые явления в спектрах круговой поляризации на ранней стадии в предвспышечной фазе вспышечно-продуктивных активных областей и определены их спектральные и временные характеристики.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в постановке задач, в проведении наблюдений, а также в обсуждении и интерпре тации результатов. Описываемые в работе методики, а также боль шинство программ, использованных в работе, разработаны автором.

Обработка данных, как правило, полностью или частично проведена автором.

Основные публикации по теме диссертации:

К первой главе:

[1] Богод В.М., Гараимов В.И., Тохчукова С.Х., Шатилов В.А.: По вышение точности поляризационных наблюдений на РАТАН- // "Проблемы современной радиоастрономии", Тезисы докладов XXVII радиоастрономической конференции, С.Петербург, 1997, Т.3, с.40-41.

[2] Опейкина Л.В., Богод В.М., Гребинский А.С., Тохчукова С.Х., Гельфрейх Г.Б., Расчеты многолепестковых диаграмм в различ ных режимах работы радиогелиографа РАТАН-600 // "Проблемы современной радиоастрономии", Тезисы докладов XXVII радио астрономической конференции, С.Петербург, 1997, Т.З, с.46-47.

[3] V.B. Khaikin, E.K. Majorova, I.G.Efimov, O.A. Victorov, V.M. Bogod, S.Kh.Tokhchukova. Long time tracking of the Sun with RATAN- in Radio Schmidt mode //Proc. VII Russian-Finnish Symposium on Radioastronomy, Saint Petersburg, June 28-July 3, 1999. pp.125-128.

[4] O.A.Golubchina, G.Zhekanis, V.Bogod, T.Plyaskina, N.Komar, V.Garaimov, S.Tokhchukova, The possibility of quick processes research on the Sun in quasitracking regime with radiotelescope RATAN-600, preprint SAO N134, St.Petersburg, [5] C.X.Тохчукова, В.М.Богод, В.И.Гараимов, В.Б.Хайкин, Майорова Е.К., Пробные наблюдения в режиме многоволнового азимуталь ного апертурного синтеза на РАТАН-600 // "Солнце в максимуме активности и солнечно-земные аналогии", Тезисы докладов ме ждународной конференции, С.Петербург, Пулково, сентябрь 2000, с.223-224.

[6] В.М.Богод, Н.П.Комар, С.Х.Тохчукова, В.Б.Хайкин, Южный сек тор с Перископом РАТАН-600-оптимальный инструмент для мо ниторинга предвспышечной плазмы // Тезисы докладов ВАК, С.Петербург, 6-12 августа 2001, с.19.

[7] С.Х. Тохчукова, Реализация метода многоазимутальных наблюде ний Солнца на РАТАН-600"// Препринт САО РАН, Нижний Ар хыз, 2002, N174, с.1-27.

[8] O.A.Golubchina, G.V.Zhekanis, V.M.Bogod, S.Kh.Tokhchukova "The construction of two-dimensional image of the Sun with radio telescope RATAN-600"// Proc. 10th. European Solar Physics Meeting, 'Solar Variability: From Core to Outer Frontiers', Prague, Czech Republic, 9-14 September 2002 (ESA SP-506, December 2002) pp.939-942.

[9] В.М.Богод, Г.В.Жеканис, М.Г.Мингалиев, С.Х.Тохчукова, В.Б.Хайкин, Многоазимутальный режим наблюдений на Южном секторе РАТАН-600 с Перископическим отражателем // Сб.

тезисов докладов российской конференции "Радиотелескопы РТ-2002", С.Петербург, 9 - 11 октября 2002, с.24.

[10] Гельфрейх Г.Б., Наговицын Ю.А., Богод В.М., Тохчукова С.Х., Ниндос А., Гречнев В.В., Сыч Р.,Анализ структуры КПК отдель ных компонент активных областей Солнца, Тезисы конференции стран СНГ и Прибалтики "Активные процессы на Солнце и звездах", С.Петербург, 1-6 июля 2002 г, стр.16.

Ко второй главе:

[11] С.Х.Тохчукова, В.М.Богод, А.С.Гребинский, Микроволновое по темнение активных областей перед протонными вспышками //"Солнце в максимуме активности и солнечно-земные аналогии", Тезисы докладов международной конференции, С.Петербург, Пулково, сентябрь 2000, с.140-142.

[12] С.Х.Тохчукова, В.М.Богод, А.С.Гребинский, Наблюдение эффек та предвспышечного микроволнового потемнения на примере ак тивной области 14 июля 2000 г // Тезисы докаладов ВАК, С.Петербург, 6-12 августа 2001, с.176.

[13] Tokhchukova S., Microwave darkening of solar active regions before flares // SOLSPA 2001 Euroconference

Abstract

book, p.42.

[14] Tokhchukova S., Bogod V., Detection of the long-term microwave "darkening"before the July 14, 2000 flare // Solar Physics, (SOLA H1394).

К третьей главе:

[15] R. Jain, N. Mehta, H.O. vats, M.R. Deshpande, S.K., Mathew, H.

Chandra, V. Bogod, S. Nagai, S. Sharma, E. Sagawa, S.Tokhchukova, K.N. Iyer, R. Oza and S. Rathore, The Solar activity in NOAA Active Region No. 8038 during 10-13 May, 1997, in Proc. 31st ESLAB Symp. on Correlated Phenomena at the Sun, in the Heliosphere and in Geospace, ESA-SP 415, pp. 145-153.

[16] Тохчукова С.Х., О возможности предсказания солнечных протонных событий по широкодиапазонным спектрально поляризационным наблюдениям // "Радиоастрономия в космосе", Тезисы докладов школы-семинара молодых радиоастрономов, Пущино, 1998, с.29.

[17] Tokhchukova S., Garaimov V., Bogod V. About a possibility of solar proton events predication using wide range microwave spectral and polarization radio observation // В сб.: Солнечно-земная физика.

Труды VII симпозиума по солнечно-земной физике России и стран СНГ. - Троицк, 1999. С. 373-376.

[18] В.Н.Боровик, В.Г.Медарь, С.X.Тохчукова, Микроволновые ради онаблюдения на РАТАН-600 вспышечно-активных областей на Солнце, связанных с выбросом корональной массы // Труды ме ждународной конференции "Солнце в эпоху смены знака магнит ного поля", 28 мая - 1 июня 2001, С.Петербург, с.65-72.

[19] N.G. Peterova, B.I.Ryabov, S.Kh.Tokhchukova, A peculiar microwave source in the structure of the NOAA 8108 AR from observations with RATAN-600 // Bul.Spec.Astroph.Obs.,2001 #51, pp. 106- [20] Богод В.М., Тохчукова С.Х., Поляризационная структура вспышечно-продуктивных активных областей в сантиметровом диапазоне волн // Тезисы докладов конференции стран СНГ и Прибалтики "Активные процессы на Солнце и звездах", С.Петербург, 1-6 июля 2002 г, с.14.

[21] V.M.Bogod, S.Kh.Tokhchukova, Spectral-polarization behaviour of solar active regions producing powerful flares, Proc. 10th. European Solar Physics Meeting, 'Solar Variability: From Core to Outer Frontiers', Prague, Czech Republic, 9-14 September 2002 (ESA SP 506, December 2002), pp. 279-282.

[22] В.М.Богод, С.Х. Тохчукова, Особенности микроволнового излуче ния активных областей генерирующих мощные солнечные вспыш ки // 2002, принято в ПАЖ.

[23] Bogod V., Tokhchukova S., About microwave emission of flare productive active regions // Труды международной конференции "Солнечная активность и космические лучи после смены знака полярного магнитного поля Солнца", Санкт - Петербург, 2002, с.

Цитируемая литература:

[24] Парийский Ю.Н., Шиврис О.Н., Методы радиоастрономическо го использования РАТАН- 600 // Астрофизические исследования (Изв. ГАО), 1972, # 188, с.3-11.

[25] Богод В.М., Ватрушин СМ., Абрамов-Максимов В.Е., Цветков СВ., Дикий В.Н., Панорамный радиометрический анализатор спектра диапазона 3,5 ГГц - 18 ГГц с цифровой обработкой ин формации // 1993, Препринт САО # [26] Минченко Б.С. Кандидатская диссертация. ГАО АН СССР, 1979.

[27] A.Nindos, C.E.Alissandrakis, G.B.Gelfreikh, V.N.Borovik, A.N.Korzhavin, V.M.Bogod, Two-dimensional mapping of the sun with the RATAN-600 // Solar Physics, 1996, #165, 41- [28] Гараимов В.И., Обработка массивов одномерных вектров данных в ОС Windows. Программа Work Scan- версия 2.3 // Препринт САО #127Т, Нижний Архыз, 1997.

[29] Железняков В.В., Радиоизлучение Солнца и планет. М., Наука, 1964, 560с.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.