1 / 59

Огромный прогресс в космических исследованиях Солнца B. Fleck (ESA): Solar renaissance

Огромный прогресс в космических исследованиях Солнца B. Fleck (ESA): Solar renaissance. In two words by. B. Fleck. … results produced by Yohkoh (Solar-A), SOHO, TRACE, RHESSI invigorated solar research and challenged existing models

reina
Download Presentation

Огромный прогресс в космических исследованиях Солнца B. Fleck (ESA): Solar renaissance

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Огромный прогрессвкосмических исследованиях СолнцаB. Fleck (ESA):Solar renaissance In two words by

  2. B. Fleck • … results produced by Yohkoh (Solar-A), SOHO, TRACE, RHESSI invigorated solar research and challenged existing models • The golden era of solar physics is coming with Hinode (Solar-B), STEREO and future solar space missions Fleck B., Advanced Solar Science, 17, 2007

  3. 7 космических обсерваторий с солнечными телескопами => изображения, фильмы

  4. Новые результаты и новые вопросы в физике больших солнечных вспышек Б.В. Сомов ГАИШ МГУ 2009. 02.17

  5. новые результаты Наиболее существенные получены в Отделе физики Солнца ГАИШ МГУ и новые вопросы физики больших солнечных вспышек ( программа исследований )

  6. к.ф.-м.н. С.И. Безродных (ГАИШ). д.ф.-м.н. С.А. Богачева (ФИАН), д.ф.-м.н. В.И. Власова (ВЦ РАН), д.ф.-м.н. Н.С. Джалилова (ИЗМИРАН), к.ф.-м.н. А.В. Орешину (ГАИШ), к.ф.-м.н. И.В. Орешину (ГАИШ), д. Ю. Штауде (АИП) Автор благодарит H. Hudson (SSL) http://sprg.ssl.berkeley.edu/ ~tohban/wiki/index.php/Collapsing_Traps

  7. Reconnection in theEarth magnetosphere

  8. Large-scale Reconnection in the Solar Wind Phan T.D., Gosling J.T. et al., Nature 439, 2006 Jan. 12

  9. Formation of a Large-Scale Reconnecting Current Layer (RCL) • RHESSI HXRs show • Footpoints • Sources in corona

  10. Temperature Distribution Temperature gradient towards the super-hot turbulent-current layer(SHTCL, Somov, 2006) footpoints temperature increase 10-12 keV 8-10 keV 12-14 keV 14-16 keV 16-20 keV 12-14 keV Sui, Holman, 2003

  11. Conclusions from Observations and Theory Thermal and non-thermal HXR emissions from the corona can be interpreted involving a reconnecting super-hot turbulent-current layeras the source of flare energy Somov B.V., Plasma Astrophysics, Part II, Reconnection and Flares, Springer, 2006

  12. Аналитические модели магнитного пересоединения С.И. Безродных, Б.В. Сомов

  13. КЛАССИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПЕРЕСОЕДИНЕНИЯ Токовый слой Сыроватского:область прямого тока (DC) и две присоединенные области обратного тока Течение Петчека:диффузионная область D и 4 присоединенных МГД ударных волн

  14. НОВАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕСОЕДИНЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ПРИСОЕДИНЕННЫХразрывных течений Токовая конфигурация:токовый слой Г и 4 присоединенные МГД разрыва конечной длины Магнитное поле Аналитическая функция Постановка задачи Римана – Гильберта для

  15. Решение задачи Искомая функция дается формулой где

  16. Линии магнитного поля в предельном случае отсутствия обратных токов Параметр .

  17. Линии поля в общем случае Параметр

  18. Новые результаты • Получено решение задачи в аналитическом виде • Решение позволяет анализировать структуру поля в области пересоединения • Исследуются изменения поля при варьировании параметров модели

  19. Программа исследований • Мощность энерговыделения в зависимости от параметров • Области неэволюционности решения • Сравнение с результатами численных экспериментов • Разработка более совершенных аналитических моделей

  20. МОДЕЛЬ С РАЗРЫВОМ ТОКОВОГО СЛОЯ И УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ Токовый слой с разрывомсодержит области прямого тока DC и присоединенные области обратного тока RC Магнитное поле Аналитическая функция Токовая конфигурацияиз распадающегося слоя Г и четырех присоединенных разрывных течений Sk

  21. Ускорение частиц в токовом слое Орешина А.В., Сомов Б.В., Письма в АЖ, 2009, 35, 221

  22. Движение частиц внутри токового слоя Уравнение движения Токовый слой и система координат Электрическое и магнитное поля

  23. РАЗДЕЛЕНИЕ ЗАРЯДОВ В СЛОЕ При x>0 электроны находятся преимущественно в верхней полуплоскости, протоны – в нижней. При x<0 – наоборот. Степень разделения зарядов пропорциональна величине продольного магнитного поля. Наблюдения RHESSI: во вспышках источники рентгеновского и гамма-излучения пространственно разделены.

  24. ОБЛАСТЬ УСТОЙЧИВЫХ ТРАЕКТОРИЙ Существует минимальнаяначальная скорость, ниже которой устойчивых траекторий нет. Для заданной величины начальной скорости устойчивые траектории реализуются в некотором диапазоне направлений. ******* ******* ******* ******* ******* ******* ****** ****

  25. КИНЕТИЧЕСКАЯЭНЕРГИЯ ЧАСТИЦ Средняя кин. энергия электрона Относительное приращение энергии Частица может приобретать или терять энергию в зависимости от начальных условий

  26. Солнечные вспышки • По наблюдениям в HXR и гамма- диапазонах ускоряются • электроны с кинетическими энергиями 20 кэВ - 1 ГэВ и • протоны с энергиями 10 МэВ – неск. ГэВ. • Наша модель: такие энергии приобретают • электроны за время 1.1E-6 – 1.2E-3 сек на длине 3.4 E+2 – 3.6E+7 см • протоны за время 2.0 Е-3 – 1.0 Е-2 сек на длине 6.0 Е+7 – 3.6 Е+8 см Эти результаты не противоречат современным представлениям о характерных временах и масштабах вспышек

  27. План исследований • Учет редких кулоновских столкновений • Типы и режимы плазменной турбулентности • Состав и спектры ускоренных частиц

  28. Ускорение частиц в коллапсирующих магнитных ловушках Богачев С.А., Сомов Б.В., Письма в АЖ, 2009, 35, 63 B.V. Somov, H.S. Hudson, 2009, http://sprg.ssl.berkeley.edu/~ tohban/wiki/index.php/Collapsing_Traps

  29. Распределение температуры Градиент температурынаправлен к сверх-горячему турбулентному токовому слою (super-hot turbulent-current layer, SHTCL) footpoints temperature increase 10-12 keV 8-10 keV 12-14 keV 14-16 keV 16-20 keV 12-14 keV Sui, Holman, 2003

  30. Магнитная ловушка междусверх-горячим турбулентным токовым слоем (SHTCL)и быстрой наклонной бесстолкновительной ударной волной (FOCS) Somov B.V., Kosugi T., ApJ, 485, 859, 1997

  31. Ускорение Ферми первого порядка- механизм второй стадии • Уменьшение длины линий магнитного поля (коллапс) вызываетувеличение продольного импульсачастицы Somov B.V., Kosugi,T., ApJ 485, 859, 1997

  32. Из токового слоя поступают электроны с тепловым и нетепловым (степенным) спектром. Какую форму принимает спектр электронов внутри коллапсирующей ловушки? ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

  33. Два эффекта • Уменьшение длины ловушки порождает ускорение Фермипервого порядка • Сжатие ловушки приводит к бетатронному ускорению

  34. Спектры электронов внутри ловушки Бетатронное ускорение

  35. Спектры электронов внутри ловушки Ускорение Ферми

  36. Схема преобразований спектра в коллапсирующей ловушке

  37. Формирование двухстепенных спектровза счет кулоновских столкновений

  38. Двухстепенной спектр коронального источника HXR-излучения во вспышке 23 июля 2002 г. по данным RHESSI

  39. Влияние торможения в плазме на ускорение электронов Коллапсирующие ловушки в короне не могут ускорять электроны с начальной энергией меньше 1 кэВ Нужен ВТТТС!!!

  40. Модельные спектры дают новые возможности диагностики двухступенчатого механизма ускорения электронов и ионов в солнечных вспышках http://sprg.ssl.berkeley.edu/~ tohban/wiki/index.php/Collapsing_Traps

  41. Программа • Учет “электростатических” полей • Неадиабатические эффекты • Возбуждение плазменных волн • Расчеты радиоизлучения коллапсирующих ловушек (NJIT: Fleishman et al.)

  42. Топологический триггер больших эруптивных вспышек Сомов Б.В., Письма в АЖ, 2008, 34, 702 SomovB.V., Asian Journal of Physics, 2008, 17, 421 Орешина И.В., Сомов Б.В., Письма в АЖ, 2009, 35, 234

  43. Observed frequency of eruptive events in active regions with and withoutcoronal magnetic nulls Barnes, G., ApJ, 670, L53, 2007

  44. Topological Trigger Slow evolution of magnetic sources leads to a rapid change of the coronal field topology • Coronal null Xc quickly moves along the separator and switches backthe longitudinal field Gorbachev, Kel’ner, Somov, Shvarts, Soviet Astron., 32, 308, 1988

  45. Longitudinal Magnetic Field • The work has to be done to compress the longitudinal field into current layer • A tearing mode caused by compressibility becomes suppressed if the longitudinal field is strong • The longitudinal field decreases reconnection rate “…This is not the whole story…”

  46. Пересоединение и топологический триггер • Reconnection changes a topology of field lines (step by step) but conserves the global topology of the field in an active region • Topological trigger is a quickrearrangement ofglobal topology Topological trigger Reconnection in action

  47. Горбачёв, Кельнер, Сомов и др.,АЖ, 1988.Классический поход к вопросу о топ. триггере M(r0) – матрица с элементами ’ φ – потенциал поля; λ1, λ2, λ3 – собственные значения матрицы. Сомов, AJP, 2008, Более общие топологические инварианты

  48. Структура поля в короне перед началом триггера λz(X1) <0 λz(X2)>0

  49. Изменение структуры поля в начале триггера λz(X1)>0 λz(X2)>0

More Related