ENGLISH

Научный семинар

"Плазменная астрофизика и физика Солнца"
им. С.И. Сыроватского

Семинар проводится по понедельникам в 15:20 в конференц-зале ГАИШ
Руководитель семинара – проф. Б.В. Сомов,
секретарь – Л.С. Леденцов
(e-mail: koob@mail.ru)

На семинаре рассматриваются вопросы, связанные с генерацией магнитных полей в астрофизической плазме, эффектом магнитного пересоединения и ускорения частиц в сильных магнитных полях, космическими лучами, вспышками и другими нестационарными явлениями в атмосфере Солнца и солнечном ветре, солнечно-земными связями и физическими процессами в гелиосфере.



Семинар N 695

Понедельник, 21 октября 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. И.Н. Мягкова (НИИЯФ МГУ)
О конференции "Solar Influences on the Magnetosphere, Ionosphere and Atmosphere" – Болгария, 3-7 июня 2019

Эта ежегодная конференция организована Секцией космического климата Института космических исследований и технологий Болгарской академии наук. На ней обсуждались такие темы, как солнечная активность и процессы, происходящие на Солнце, солнечный ветер, магнитосферные возмущения, проблемы генерации и ускорения СКЛ, а также воздействие Солнца на атмосферу Земли.

2. Б.В. Сомов (ГАИШ МГУ)
О гидродинамических моделях отклика атмосферы Солнца на импульсный нагрев потоками ускоренных электронов и мощными тепловыми волнами во время вспышки

Обсуждается нагрев хромосферы мощными потоками ускоренных электронов и тепла во время солнечной вспышки. Сформулирована одномерная гидродинамическая задача о течениях двутемпературной плазмы в сильном магнитном поле с учетом кулоновских потерь энергии ускоренных электронов, классической и аномальной теплопроводности, ионной вязкости и потерь энергии на излучение. На фоне хорошо известных численных решений задачи обсуждается современное состояние проблемы.



Семинар N 694

Понедельник, 7 октября 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Ю.В. Думин (ГАИШ МГУ)
"Анемонные" и "нетипичные многоленточные" вспышки: обзор литературы и новые результаты

В первой части доклада будет дан обзор исследований по солнечным вспышкам со сложной геометрической структурой, проводившихся в последние 10-15 лет. В частности, это – так называемые "нетипичные многоленточные" вспышки, состоящие из более чем двух светящихся лент, приблизительно параллельных друг другу [1], а также "анемонные" (звездообразные) микровспышки, в которых эмиссионные лепестки исходят, грубо говоря, из одного центра [2]. В то время как механизм формирования "нетипичных многоленточных" вспышек более или менее стандартен и связан с формированием нескольких систем магнитных аркад, процессы возникновения "анемонных" микровспышек остаются не до конца понятыми и, по-видимому, включают в себя несколько различных механизмов.
Первоначально анемонные вспышки были наблюдены в трехлепестковой конфигурации, ориентированной вертикально в виде перевернутой буквы "Y", и они были интерпретированы как "мини-эрупции", возникающие в процессе магнитного пересоединения. Однако последующие наблюдения со спутника Hinode выявили также случаи горизонтальной ориентации и, более того, возможность формирования не только трех, но и четырех эмиссионных лепестков, что делает их чисто "эруптивную" интерпретацию достаточно проблематичной. Для объяснения таких случаев была предложена картина расщепляющихся магнитных потоков, вдоль которых исходная область энерговыделения проектируется на нижележащие слои солнечной атмосферы [2]. Одной из конкретных и наиболее эффективных реализаций такого механизма является "топологическая неустойчивость" определенных конфигураций магнитного поля, приводящая к весьма разнообразным структурам эмиссионных лепестков, качественно согласующимся с наблюдаемыми [3].
Во второй части доклада будут представлены некоторые наблюдательные результаты, полученные в последнее время в Отделе физики Солнца ГАИШ. Это, в частности – анемонные микровспышки с более чем четырьмя лепестками, которые являются сильным аргументом в пользу моделей с расщепляющимися потоками, а также анемонные микровспышки стандартной конфигурации, возникающие в областях с существенно несбалансированными магнитными источниками [4].
Библиография:
1. H. Wang, et al. Astrophys. J. Lett., v.781, p.L23 (2014)
2. K. Shibata, et al. Science, v.318, p.1591 (2007)
3. Yu.V. Dumin, B.V. Somov. Astron. & Astrophys., v.623, p.L4 (2019)
4. Yu.V. Dumin, B.V. Somov. Preprint arXiv:1904.09439 (2019)



Семинар N 693

Понедельник, 30 сентября 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


М.О. Рязанцева (ИКИ РАН)
Исследования турбулентности в солнечном ветре по быстрым измерениям параметров плазмы прибором БМСВ на КА СПЕКТР-Р

Солнечный ветер является уникальным объектом для экспериментального изучения природы турбулентности в бесстолкновительной плазме. Исследования спектральных и статистических характеристик турбулентности играют важную роль в понимании механизмов переноса энергии, нагрева и ускорения частиц в подобных системах. В течении последних десятилетий экспериментальные исследования характеристик турбулентных флуктуаций солнечного ветра в широком диапазоне масштабов от интегральных до кинетических были основаны преимущественно на спутниковых измерениях межпланетного магнитного поля, тогда как измерения флуктуаций параметров плазмы, как правило, были доступны только в ограниченном диапазоне масштабов. С появлением плазменных данных спектрометра БМСВ на КА СПЕКТР-Р с высоким временным разрешением вплоть до ∼30 мс появилась возможность систематического исследования характеристик плазменных турбулентных флуктуаций на ионных и суб-ионных масштабах.
С помощью данных прибора БМСВ удалось определить как средние характеристики наблюдаемых спектров плазменных турбулентных флуктуаций, так и ряд локальных особенностей, наблюдающихся при определенных условиях в окружающей плазме. Показано, что наблюдающиеся спектры плазменных флуктуаций достаточно часто отличаются от модельных представлений, что может быть связано с локальным разрушением однородности турбулентности в результате перемежаемости потока солнечного ветра, и может приводить к отсутствию баланса между притоком энергии по спектру и диссипацией. При этом выявлено, что значительную роль в формировании локальных спектров турбулентности плазмы солнечного ветра играют области взаимодействия между разноскоростными потоками на границах различных крупномасштабных структур.



Семинар N 692

Понедельник, 23 сентября 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Г.А. Базилевская (ФИАН)
Высыпания энергичных электронов из внешнего радиационного пояса Земли по наблюдениям в стратосферном эксперименте ФИАН

Внешний радиационный пояс – очень изменчивое образование, в котором постоянно присутствуют процессы ускорения и потерь электронов в результате воздействия на магнитосферу Земли неоднородного солнечного ветра. Потери электронов часто происходят в результате нарушения адиабатических инвариантов, нарушения захвата и высыпания в атмосферу Земли. Процессы в магнитосфере разнообразны и все еще далеки от полного понимания, несмотря на массированные исследования в последние десятилетия с помощью специализированных спутников. Помимо фундаментального интереса, энергичные электроны представляют собой опасность для аппаратуры на спутниках ("электроны-убийцы"), а при высыпании в атмосферу участвуют в реакциях, приводящих к истощению содержания озона.
Высыпающиеся электроны с энергиями сотен кэВ и выше поглощаются на высотах более 50-60 км, но они генерируют тормозное рентгеновское излучение, которое проникает в атмосферу до высот ∼20 км и ниже и может быть зарегистрировано баллоном с датчиками ионизирующего излучения. Такие измерения регулярно проводятся ФИАН с 1957 г., и к настоящему времени в полярных широтах зарегистрировано более 500 случаев высыпаний. Данные измерений используются для моделирования ионизации атмосферы и учета вклада электронов в ион-молекулярные реакции с образованием нечетного азота и водорода.
Результаты измерений в течение 5 циклов солнечной активности позволили показать, что большинство высыпаний связано с воздействием на магнитосферу высокоскоростных потоков солнечного ветра, доминирующих на ветви спада 11-летнего солнечного цикла. Исследованы корреляции частоты событий с параметрами солнечного ветра и с геомагнитными индексами. В целом, свойства высыпаний, наблюдаемых в стратосферном эксперименте, согласуются с современными представлениями об их природе. Однако есть ряд проблем, которые пока не нашли объяснения, в частности, необычное присутствие высыпаний в минимуме текущего цикла солнечной активности и отдельные случаи высыпаний, наблюдавшиеся в Московской области, куда проектируется граница раздела между внешним и внутренним радиационными поясами.



Семинар N 691

Понедельник, 16 сентября 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


П.А. Грицык (ГАИШ МГУ)
Аналитические модели ускорения и взаимодействия с атмосферой Солнца электронов во время вспышки (по материалам кандидатской диссертации)

Природа жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек хорошо известна. Наблюдаемое излучение, как в короне, так и в хромосфере состоит из двух компонент: нетепловой и тепловой. Нетепловая компонента обусловлена тормозным излучением ускоренных электронов, тепловая – тормозным излучением нагретых электронов плазмы. Вследствие того, что спектры нетеплового и теплового жесткого рентгеновского излучения частично перекрываются, их корректная интерпретация напрямую зависит от точности кинетических моделей, описывающих распространение в атмосфере Солнца убегающих электронов тепловой и нетепловой природы. Эволюция функции распределения последних, т.е. электронов, ускоренных в области магнитного пересоединения, точно описывается в приближении современных моделей толстой мишени с обратным током, дополненных моделью корональной магнитной ловушки. Сжимающиеся корональные ловушки обеспечивают дополнительное ускорение электронов посредством ускорения Ферми первого порядка и бетатронного нагрева.
В диссертационной работе предложена аналитическая модель распространения и дополнительного ускорения нетепловых электронов, основанная на аналитических решениях соответствующей кинетической задачи. Проведено сравнение результатов моделирования с данными высокоточных спутниковых наблюдений. Также рассмотрена аналитическая модель теплового убегания электронов, в которой учтены кулоновские столкновения. Сделаны оценки степени поляризации рентгеновского излучения, которая не превышает ∼3%. Предложенная в работе модель может быть использована для расчета спектров теплового и нетеплового рентгеновского излучения и, как следствие, интерпретации наблюдений рентгеновских спектров вспышек.



Семинар N 690

Понедельник, 27 мая 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. Hongqi Zhang (Nat. Astron. Obs., Chin. Acad. Sci., Beijing, China)
Evolution of magnetic fields with helicity in solar eruptive active regions

The magnetic field is a key parameter to understand the solar activities and helicity provides the handedness of relevant magnetic field. Some super active regions provide the powerful energy for the flare-CMEs. In this talk, we would like to present studies on the evolution of magnetic fields in solar active regions with magnetic (current) helicity based on the solar magnetograph observations. We also discuss the possible relationship on the interaction between the different magnetic fields systems in the eruptive process of solar flare-CMEs in solar active regions. We compare the possible difference on the helicity properties for different kinds of active regions and also the possible relationship with solar cycles.

2. Shangbin Yang (Nat. Astron. Obs., Chin. Acad. Sci.)
Evolution of relative magnetic helicity in the solar corona

For a better understanding of the dynamics of the solar corona, it is important to analyse the evolution of the helicity of the magnetic field. Since the helicity cannot be directly determined by observations, we have recently proposed a method to calculate the relative magnetic helicity in a finite volume for a given magnetic field, which however required the flux to be balanced separately on all the sides of the considered volume. We developed a scheme to obtain the vector potential in a volume without the above restriction at the boundary. We studied the dissipation and escape of relative magnetic helicity from an active region. In order to allow finite magnetic fluxes through the boundaries, a Coulomb gauge was constructed that allows for global magnetic flux balance. The property of sinusoidal function was used to obtain the vector potentials at the 12 edges of the considered rectangular volume extending above an active region. We tested and verified our method in a theoretical fore-free magnetic field model. We applied our method to the magnetic field above active region NOAA 11429 obtained by a new photospheric data-driven magnetohydrodynamics (MHD) model code GOEMHD3. We analysed the magnetic helicity evolution in the solar corona using our new method. We find that the normalized magnetic helicity is equal to –0.038 when fast magnetic reconnection is triggered. This value is comparable to the previous value (–0.029) in the MHD simulations when magnetic reconnection happened and the observed normalized magnetic helicity (–0.036) from the eruption of newly emerging active regions. We find that only 8% of the accumulated magnetic helicity is dissipated after it is injected through the bottom boundary. This is in accordance with the Woltjer conjecture. Only 2% of the magnetic helicity injected from the bottom boundary escapes through the corona. This is consistent with the observation of magnetic clouds, which could take magnetic helicity into the interplanetary space. In the case considered here, several halo coronal mass ejections (CMEs) and two X-class solar flares originate from this active region.

3. Haiqing Xu (Nat. Astron. Obs., Chin. Acad. Sci.)
The study of solar magnetic field and helicity using multi-magnetographs

Since the 90th in last century, there is a large progress in the study on current helicity of solar photosphere. The statistical results of large samples reveal an important trend of current helicity distribution: the active regions show negative sign of current helicity in northern hemisphere and positive in southern hemisphere. In this talk, the correlation of the vector magnetic field and current helicity observed by different vector magnetographs, and the variation tendency of current helicity with time are discussed. Although the current helicity inferred from vector magnetic field observed by different instruments are basically consistent, there are still some differences between them. By assessing differences in measurements, observing conditions and data reduction methods, we are able to discuss true dispersion or fluctuation in the hemispheric sign rule of helicity.



Семинар N 689

Понедельник, 20 мая 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


О.В. Мингалев, И.В. Мингалев, Х.В. Малова, А.М. Мерзлый, В.С. Мингалев, О.В. Хабарова (ПГИ, НИИЯФ МГУ, ИКИ РАН, ИЗМИРАН)
Описание крупномасштабных процессов в околоземной космической плазме с учетом продольного силового равновесия электронов

В работе предложено решение проблемы описания магнитного и электрического полей для крупномасштабных безызлучательных процессов в бесстолкновительной космической плазме с использованием условий квазинейтральности и продольного силового равновесия электронов. Уравнения, описывающие плазму, делятся на две части: систему уравнений переноса, которая описывает движение плазмы, и систему уравнений для полей. Поля определяются в рамках концепции мгновенного дальнодействия по текущим пространственным распределениям гидродинамических параметров плазмы и граничным условиям из системы уравнений эллиптического типа, которые не содержат частных производных по времени.
В работе рассматриваются варианты системы уравнений для плазмы, которые являются сочетанием 3-х вариантов формы обобщенного закона Ома и 5-ти вариантов системы уравнений переноса.
Первый вариант обобщенного закона Ома относится к общему случаю, когда все компоненты плазмы не замагничены, и в уравнениях присутствует тензор давлений электронов. Ему соответствует только один вариант системы уравнений переноса – уравнения Власова для каждой компоненты плазмы.
Второй вариант закона Ома относится к случаю, когда все ионные компоненты плазмы не замагничены, а замагничены только электроны. Тогда в уравнениях тензор давлений электронов заменяется его выражением через их продольное и поперечное давление, а также магнитное поле. Для этого случая возможны два варианта системы уравнений переноса. В обоих случаях ионы описываются уравнениями Власова. В первом варианте электроны описываются уравнением Власова в дрейфовом приближении. Во втором варианте они описываются системой уравнений магнитной газодинамики Чу-Гольдбергера-Лоу. По сложившейся терминологии этот вариант называется гибридным описанием плазмы.
Третий вариант закона Ома относится к случаю, когда все компоненты плазмы замагничены, и в уравнениях тензор давлений каждой компоненты заменяется его выражением через продольное и поперечное давление, а также магнитное поле. Для этого случая также возможны два варианта системы уравнений переноса. В первом варианте каждая компонента описывается уравнением Власова в дрейфовом приближении. Во втором варианте каждая компонента описываются системой уравнений магнитной газодинамики Чу-Гольдбергера-Лоу с уравнениями для давлений не в форме адиабатических инвариантов.



Семинар N 688

Понедельник, 29 апреля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Л.И. Мирошниченко (ИЗМИРАН, НИИЯФ МГУ)
Солнечные космические лучи: Актуальные астрофизические и прикладные аспекты

28 февраля 2019 года исполнилось 77 лет с момента первой уверенной регистрации солнечных космических лучей (СКЛ) – частиц, ускоренных на Солнце до энергий ~106–1011 эВ. В обзоре суммированы основные данные и обобщены результаты, накопленные за весь период наблюдений и теоретического изучения СКЛ. Кратко описаны история открытия, методы и ппаратура для их регистрации. Обсуждаются некоторые физические, методические и прикладные аспекты исследования СКЛ [1]. Особое внимание уделено механизмам ускорения заряженных частиц на Солнце и/или вблизи него. В частности, рассматривается природа "малых" наземных возрастаний СКЛ, затрагивается проблема "древних" протонных событий [1, 2], обсуждается роль тяжёлых заряженных частиц СКЛ в космосе. Приведены современные представления о процессах взаимодействия СКЛ с атмосферой Солнца, особенностях их переноса в межпланетном магнитном поле, о движении в магнитосфере Земли и воздействии на земную атмосферу. В этой области космофизики получен ряд фундаментальных результатов, представляющих большой интерес для астрофизики, солнечно-земной физики, геофизики и практической космонавтики [2, 3].

1. Л.И. Мирошниченко. Солнечные космические лучи: 75 лет исследований. Успехи физических наук, 2018, т.188, N4, с.345-376. DOI: 10.3367/UFNr.2017.03.038091 .
2. L.I. Miroshnichenko. Retrospective analysis of GLEs and estimates of radiation risks. J. Space Weather & Space Climate, 2018, v.8, No.A52, p.1-35, https://doi.org/10.1051/swsc/2018042 .
3. M. Panasyuk, V. Kalegaev, L. Miroshnichenko, N. Kuznetsov, R. Nymmik, E. Popova, B. Yushkov, V. Benghin. Near-Earth radiation environment for extreme solar and geomagnetic conditions. Ch.13 in N. Buzulukova (Ed.) Extreme Events in Geospace: Origins, Predictability, and Consequences, Elsevier S&T Books, https://www.elsevier.com/books/extreme-events-in-geospace/buzulukova/978-0-12-812700-1 , ISBN 9780128127001, doi: 10.1029/2005GL023336, p.349-372, 2018.



Семинар N 687

Понедельник, 22 апреля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Н.Е. Молевич (Самарский филиал ФИАН)
Дисперсия акустических/магнитоакустических волн в оптически тонких тепловыделяющих средах и ее роль в формировании цугов квазипериодических автоволн

В различных структурах солнечной атмосферы, например, таких как корональные дыры, корональные перья и корональные петли, фиксируются квазипериодические цуги бегущих магнитоакустических волн. Вызванный волнами дисбаланс между процессами охлаждения и нагрева вызывает их усиление или ослабление, а также дисперсию акустических и магнитоакустических волн. Усиление волн происходит при реализации условий изоэнтропической тепловой неустойчивости, то есть когда реализуются условия положительной обратной связи между газодинамическим возмущением и тепловыделением. Дисперсию волн можно объяснить наличием характерных временных шкал в системе, связанных с нагревом или охлаждением плазмы. Дисперсия проявляется в зависимости эффективного показателя адиабаты от частоты волны, что приводит к частотным зависимостям фазовой и групповой скоростей, а также декремента или инкремента нарастания волн.
Показано, что в изоэнтропически неустойчивой среде наличие усиления и дисперсии приводит к возникновению колебательного паттерна с характерным периодом, определяемым характерным временем нагрева/охлаждения. Оценки характерных времен для солнечной короны показывают, что наблюдаемые в корональных петлях квазипериодические медленные магнитоакустические структуры можно отнести к этому эффекту. Показано также, что нелинейная передача энергии от неустойчивой низкочастотной области в устойчивую высокочастотную область спектра магнитогазодинамического возмущения приводит к возникновению последовательности автоволновых структур. Автоволновые импульсы являются точным решением одномерной системы уравнений идеальной газодинамики. Параметры импульсов найдены аналитически для функций нагрева и охлаждения, заданных в общем виде. Проведен также расчет этих параметров для частных случаев степенных функций (обычно используемых при моделировании солнечной короны) и функций, используемых для описания атомарных зон фотодиссоциативных областей межзвездной среды. С помощью открытого кода Athena проведено численное моделирование системы магнитной газодинамики изоэнтропически неустойчивой тепловыделяющей среды в одномерной и двумерной геометрии. Аналитические предсказания параметров импульсных автоволн были подтверждены численно. Кроме того, изучено влияние величины магнитного поля на геометрические свойства структур.



Семинар N 686

Понедельник, 15 апреля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Б.Ю. Юшков, В.Г. Курт, А.В. Белов, К. Кудела, Е. Мавромикалаки, Л.К. Кашапова, К. Сгуропулос (НИИЯФ МГУ, ИЗМИРАН, Институт экспериментальной физики Словацкой АН, Национальный университет, Афины, Греция, ИСЗФ СО РАН)
Сопоставление начала наземного возрастания солнечных космических лучей с измерениями нейтральных излучений солнечного эруптивного события 10 сентября 2017г.

Представлены основные характеристики наземного возрастания солнечных космических лучей (GLE72), ассоциированного с мощной эруптивной солнечной вспышкой 10 сентября 2017г. (X8.2, S06W88). По данным нейтронных мониторов и прибора HEPAD (ИСЗ GOES 13) первые частицы достигли Земли в 16:06-16:08 UT. Исследовано временное поведение нейтральных излучений, измеренных в широком диапазоне длин волн, в частности, высокоэнергичного γ-излучения (детектор Fermi/LAT), генерируемого при распаде пионов, рожденных протонами, ускоренными до энергий ≈ 1 ГэВ. Основное энерговыделение вспышки, а также наиболее интенсивное ускорение субрелятивистских протонов наблюдалось в 15:58-16:02 UT. В это время источник высокоэнергичного γ-излучения был локализован в области вспышки. В это же время наблюдалось формирование токового слоя после эрупции вещества. Предположив, что ускоренные частицы вышли в межпланетное пространство сразу после ускорения, мы оценили длину их пролета как 1.5±0.3 а.е. по разности времени ускорения протонов на Солнце и их прихода на Землю.



Семинар N 685

Понедельник, 8 апреля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Ф.Ф. Горяев, В.А. Слемзин (ФИАН)
Нагрев, ускорение и формирование ионного состава коронального выброса массы и транзиента солнечного ветра

Наиболее сильные возмущения космической погоды вызываются транзиентными потоками солнечного ветра (СВ) – межпланетными корональными выбросами массы (МКВМ), порождаемыми образующимися на Солнце корональными выбросами массы (КВМ). Вблизи орбиты Земли МКВМ идентифицируются по параметрам плазмы СВ и характеристикам магнитного поля. В докладе рассмотрено формирование быстрого КВМ, вызванного эрупцией протуберанца на восточном лимбе Солнца 24 февраля 2011г., сопровождавшейся вспышкой класса M3.5. Порождённый этим событием МКВМ через два дня был зарегистрирован детекторами на STEREO-B.
Кинематика выброса и состояние плазмы выброса вблизи Солнца и на орбите Земли анализировались по данным инструментов космических обсерваторий SDO и STEREO-B. Параметры плазмы в формирующемся КВМ определялись методами спектроскопической диагностики по данным многоканального телескопа крайнего ультрафиолетового излучения SDO/AIA. Выявлен нагрев протуберанца на стадии инициации, соответствующий росту потока мягкого рентгеновского излучения, и его резкий разогрев ускоренными электронами во время вспышки при эрупции и трансформации в магнитный жгут. Установлены ожидаемая ориентация жгута КВМ и направление закрутки магнитного поля в нём. Анализ измеренных на STEREO-B составляющих магнитного поля транзиента показал их соответствие оценкам по области источника и модельным представлениям о магнитной структуре МКВМ вблизи орбиты Земли.
Ионный состав плазмы стационарного СВ становится практически неизменным ("замораживается") начиная с расстояний в несколько солнечных радиусов от поверхности Солнца из-за падения плотности вследствие расширения в гелиосферу. При прохождении КВМ через корону параметры его плазмы также эволюционируют с последующим "замораживанием" ионного состава. Для моделирования ионного состава плазмы КВМ использовались кинетические уравнения баланса, учитывающие процессы ионизации и рекомбинации в условиях адиабатического охлаждения плазмы из-за падения её плотности в расширяющемся жгуте. Результаты модельного расчета для ионов Fe согласуются с измерениями на STEREO-B как для среднего заряда <QFe>, так и для распределения ионов Fe по стадиям ионизации.
На примере анализируемого события показано, что ряд параметров МКВМ вблизи орбиты Земли определяется породившей его эрупцией и может быть оценён по данным солнечных наблюдений.



Семинар N 684

Понедельник, 1 апреля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Ю.В. Думин, Б.В. Сомов (ГАИШ МГУ)
Топологические модели активных областей и вспышек на Солнце

Для теоретического анализа динамических особенностей магнитного поля в короне весьма полезны так называемые топологические модели.
В первой части доклада демонстрируются общие свойства этого класса моделей на примере крупномасштабного потенциального магнитного поля активных областей и вспышек на Солнце. Показаны специфические особенности топологических моделей, а именно наличие сепаратрисных поверхностей и сепараторов. Продемонстрирован простейший вариант модели и более общий подход, примененный к конкретным вспышкам. Особое внимание уделено эффекту топологического триггера солнечных вспышек.
Во второй части доклада будет продемонстрировано одно из новых приложений топологических моделей, а именно, для интерпретации пространственной структуры так называемых "анемонных" микровспышек в хромосфере Солнца. Основной особенностью анемонных вспышек является то, что области свечения в них имеют не двух-, а многоленточную структуру – включают в себя обычно три или, реже, четыре эмиссионных лепестка, ориентированных под различными углами друг к другу. Будет показано, что уже простейшая топологическая модель, предложенная еще в 1988г. для совершенно иной цели, позволяет дать единообразное описание всей совокупности наблюдаемых пространственных конфигураций анемонных микровспышек путем вариации единственного свободного параметра.

Ref.: Dumin Yu.V., Somov B.V., Astronomy and Astrophysics, 623, L4, 1-6 (2019).
DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201834645



Семинар N 683

Понедельник, 25 марта 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Б.П. Филиппов (ИЗМИРАН)
Различие областей зарождения быстрых и медленных корональных выбросов

Корональные выбросы вещества тесно связаны с эрупциями протуберанцев и обычно являются их продолжением в верхней короне Солнца. Выбросы принято разделять на быстрые и медленные. Быстрые выбросы чаще следуют за эруптивными явлениями в активных областях вблизи крупных групп солнечных пятен, включающими в себя вспышечные процессы. Медленные выбросы обычно ассоциируют с эрупциями больших спокойных протуберанцев, расположенных вдали от активных областей. Однако эруптивные протуберанцы вне активных областей могут инициировать и быстрые выбросы. Мы проанализировали десяток эруптивных событий с участием больших спокойных волокон, половина из которых сопровождалась быстрыми выбросами, а вторая половина – медленными. Оценены первоначальные запасы свободной магнитной энергии в областях обеих групп и показано, что исходные состояния очень схожи. Различие дальнейшей эволюции эруптивных протуберанцев и их превращение в быстрые и медленные выбросы объясняется различием структуры магнитного поля над волокнами, оцененной по расчетам потенциального магнитного поля в короне.



Семинар N 682

Понедельник, 18 марта 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. В.Ф. Мельников (ГАО РАН)
Взаимодействие турбулентности вистлеров с нетепловыми электронами во вспышечной петле

В рамках квазилинейной теории решена задача учета взаимного влияния турбулентности вистлеров и нетепловых электронов в неоднородной и нестационарной вспышечной петле. Использовано приближение Фоккера-Планка для расчета динамики пространственного, питч-углового и энергетического распределений нетепловых электронов и приближение геометрической оптики для вистлеров. Нестационарность обусловлена импульсной (но протяженной во времени) инжекцией быстрых (нетепловых) электронов из области вспышечного энерговыделения. Отработан численный метод решения системы уравнений теории. Исследованы процессы удержания и высыпания электронов из ловушки, процессы их изотропизации, а также динамики наклона их энергетического спектра в зависимости от параметров инжекции электронов и начального уровня турбулентности в ловушке.

2. В.Ф. Мельников (ГАО РАН)
О китайских проектах спектро-радиогелиогрофов микроволнового, дециметрового и метрового диапазонов.

Будет дана информация о технических характеристиках пущенных в строй во Внутренней Монголии двух радиогелиографов MUSER-I и MUSER-II микроволнового и дециметрового диапазонов, соответственно, а также о планах создания радиогелиографа метрового диапазона MUSER-III. Будут обсуждены актуальные задачи физики солнечной активности, которые могут быть решены на основе данных этих радиогелиографов.



Семинар N 681

Понедельник, 4 марта 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


В.Н. Юров (МИФИ)
Поляриметрия жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек

В докладе рассматриваются условия проведения поляризационных измерений жесткого рентгеновского излучения, возникающего в солнечных вспышках. Приводятся результаты экспериментов на КА КОРОНАС-Ф ( прибор СПР-Н), на КА КОРОНАС-Фотон (прибор ПИНГВИН-М) и на КА RHESSI. Обсуждаются выбор конструкции и расчетные характеристики поляриметра ПИНГ-М для КА "Интергелиозонд".



Семинар N 680

Понедельник, 25 февраля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. Ю.В. Думин (ГАИШ МГУ, ИКИ РАН)
О некоторых универсальных закономерностях формирования инверсионных профилей температуры в неравновесной плазме и их возможных применениях в физике Солнца (по материалам конференций)

В данном обзоре речь пойдет об одном физическом эффекте, который можно было бы назвать "широко известным в узких кругах": он достаточно много обсуждался в последнее десятилетие на конференциях по статистической физике, таких как "Stochastic Thermodynamics", "Large Fluctuations in Non-Equilibrium Systems", "Many-Body Systems far from Equilibrium" и др. Однако основную часть их участников составляли специалисты по статистической и математической физике, и там практически не было физиков-плазменщиков. В результате, соответствующие работы остаются малоизвестными в "плазмофизическом" сообществе.
Сущность обсуждаемого явления можно сформулировать в виде двух основных положений, касающихся эволюции "дальнодействующих" (в частности, плазменных и гравитационных) систем, созданных первоначально в сильно-неравновесном состоянии (т.е., испытывающих значительные пространственные флуктуации плотности и температуры):
1) процесс релаксации таких систем протекает в два этапа – вначале быстро формируется некоторое квази-равновесное состояние, которое уже затем на значительно большем масштабе времени переходит в состояние истинного термодинамического равновесия;
2) характерным свойством вышеупомянутого квази-равновесного состояния является антикорреляция между пространственными флуктуациями температуры и плотности.
В последнее время предпринимались попытки использовать данный эффект, в том числе, и для описания некоторых астрофизических явлений. В частности, именно этим способом предлагалось интерпретировать инверсный профиль температуры в атмосфере Солнца (т.е., значительное возрастание температуры с высотой в сильно разреженной плазме солнечной короны).
Первая часть нашего обзора будет посвящена обсуждению физической сущности вышеупомянутого явления. Его наиболее общая трактовка, развивавшаяся рядом авторов, была основана на весьма сложных математических методах, мало знакомых большинству физиков. В связи с этим, мы сделаем акцент на нескольких простейших моделях, допускающих точные решения [1, 2], а также на попытке их более наглядного физического истолкования. Во второй части нашего доклада предполагается обсудить возможные приложения к физике Солнца. В частности, будет показано, что данный эффект вряд ли может быть использован для объяснения среднего профиля температуры в солнечной короне [3], однако он может иметь интересные приложения к транзиентным явлениям, например, возникающим после солнечных вспышек.

1. T.N. Teles, S. Gupta, P. Di Cintio, L. Casetti. Phys. Rev. E, v.92, p.020101 (2015)
2. L. Casetti, S. Gupta. Eur. Phys. J. B, v.87, p.91 (2014)
3. Y.V. Dumin. Phys. Rev. E, v.93, p.066101 (2016)

2. Ю.В. Думин (ГАИШ МГУ, ИКИ РАН)
Обсуждение работы Nakariakov V.M., Afanasyev A.N., Kumar S., Moon Y.-J. "Effect of local thermal equilibrium misbalance on long-wavelength slow magnetoacoustic waves", Astrophys. J., v.849, p.62 (2017)



Семинар N 679

Понедельник, 18 февраля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


М.Б. Крайнев (ФИАН)
Об относительной роли разных процессов в модуляции ГКЛ в гелиосфере в периоды низкой солнечной активности

В докладе обсуждаются результаты долговременных измерений интенсивности галактических космических лучей (ГКЛ) в районе орбиты Земли, а также расчётов этой интенсивности в гелиосфере. Акцент делается на роли различных процессов (конвекция частиц солнечным ветром; их диффузия при рассеяниях на флуктуациях гелиосферного магнитного поля; дрейф в этом неоднородном поле; адиабатическая потеря энергии при рассеяниях в расширяющемся солнечном ветре). Обсуждаются противоречивые в этом отношении результаты наблюдений и расчётов интенсивности ГКЛ в гелиосфере.
Для разрешения указанного противоречия выдвигается гипотеза, что относительная роль дрейфа и диффузии обусловлена тем, что диффузия даёт вклад в интенсивность, пропорциональный градиенту интенсивности, но при этом уменьшает этот градиент, а магнитный дрейф активно формирует этот самый градиент интенсивности. В данном докладе основное внимание уделяется результатам расчётов при самых высоких рассматриваемых энергиях (90-100 ГэВ).



Семинар N 678

Понедельник, 11 февраля 2019г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


А.Е.Егоров (ФИАН)
История и современное состояние проблемы быстрых радиовсплесков

В докладе будет дан краткий обзор истории и текущего состояния изучения интересного феномена в современной радиоастрономии – быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts). Они были открыты в 2007г и представляют собой очень яркие (поток ∼(0,1-100) Ян), короткие (длительность ∼(0,1-10) мс) вспышки, видимые в очень широком диапазоне волн от ∼100 МГц до ∼10 ГГц и приходящие с космологических расстояний (z ≈ (0,1-2,0)). На сегодняшний день надёжно обнаружены уже более 50 всплесков. Также обнаружены 2 повторяющихся всплеска. Будет дан обзор основных теоретических моделей наблюдаемого феномена. Среди них самой вероятной на сегодня кажется модель молодого активного магнетара, находящегося в "коконе" из плотной плазмы.



Семинар N 677

Понедельник, 3 декабря 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


М.Б. Крайнев (ФИАН)
Некоторые вопросы физики гелиосферы и модуляции в ней галактических космических лучей

В первой  части доклада рассмотрены особенности проявления в гелиосфере двух ветвей солнечной активности, полоидальной и тороидальной, взаимодействием которых, согласно теории динамо, определяется цикличность солнечной активности.
Вторая часть посвящена обсуждению результатов наблюдений и физического механизма долговременных вариаций (т.н. 11-летней и 22-летней) интенсивности галактических космических лучей. В частности, особое внимание уделяется оценке по результатам расчетов относительной роли разных процессов (диффузия, конвекция солнечным ветром, дрейф частиц в неоднородных магнитных полях, адиабатическое замедление в расширяющемся ветре) в формировании градиента интенсивности и самой интенсивности в гелиосфере.



Семинар N 676

Понедельник, 26 ноября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


С.А. Богачев (ФИАН)
Перспективный космический проект СОЛЯРИС по исследованию Солнца

В 2017-2018 годах специалистами ФИАН, ИКИ РАН, НИИЯФ МГУ, МИФИ совместно с ИСС им. М.Ф. Решетнёва был проработан проект перспективной космической обсерватории СОЛЯРИС, предназначенной для непрерывного мониторинга солнечной активности и измерения основных параметров солнечного ветра. Обсерватория размещается в точке Лагранжа L1 на линии Солнце-Земля приблизительно в 1.5 млн. км от Земли. Задача обсерватории – обеспечить одновременно высокое качество наблюдений как событий в атмосфере Солнца, так и сопутствующих изменений состава и характеристик заряженных частиц и плазмы солнечного ветра, измеряемых в точке нахождения космического аппарата. В докладе обсуждается научная мотивация, которая легла в основу разработки проекта, а также технические особенности миссии.



Семинар N 675

Понедельник, 19 ноября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


В.Н. Ишков (ИЗМИРАН)
Эволюционные и вспышечные характеристики высокоактивных групп пятен фаз минимума солнечных циклов и возможность прогноза их вспышечной продуктивности

Появление в сентябре 2017 г. (ветвь спада, фаза минимума текущего 24 цикла) вспышечно-активной группы пятен, в которой осуществились 5 вспышечных события класса >Х, из которых 2 стали самыми мощными по интенсивности рентгеновского излучения в текущем солнечном цикле (СЦ), поставило в повестку дня исследование подобных событий фаз минимума предыдущих СЦ с целью выявления подобных явлений и возможности их прогноза. Под фазой минимума здесь понимается интервал времени, когда сглаженные значения относительных чисел солнечных пятен остаются в пределах W*≤30. Фаза минимума, таким образом, является общей для предыдущего и последующего солнечного цикла. На интервале фазы минимума последующего СЦ мощных вспышечных событий обычно не бывает. Современная система определения рентгеновских классов введена с начала 21 СЦ, но по данным системы спутников GOES и SOLRAD их можно восстановить вплоть до 1968г. Используя достаточно полные данные по активным областям и вспышечным событиям (балл в На) можно включить в рассмотрение и солнечный цикл 19. Таким образом, для исследования нам доступны 4 цикла эпохи "повышенной" СА (19–22 СЦ), цикл переходного периода (23) и текущий 24 СЦ – начало второй эпохи "пониженной" СА. Условиям нашей выборки удовлетворяют следующие АО: в 19 СЦ МсМ 6964 сентября 1963г. (N-полушарие), в 20 СЦ AR0433 июля 1974г., в 21 – AR4474 апреля 1984г., в 23 – AR10808 сентября 2005г. и AR10930 декабря 2006г., в 24 – AR12673 сентября 2017 г. – все в Южном полушарии. Рассмотрение условий появления этих АО, их эволюционных и вспышечных характеристик может дать возможность прогноза появления подобных групп пятен.



Семинар N 674

Понедельник, 12 ноября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


И.А. Биленко (ГАИШ МГУ)
Радио всплески II типа и корональные выбросы массы

Исследованию радио всплесков II типа (РВII) в последнее время уделяется повышенное внимание ввиду их связи с эруптивными процессами и при изучении формирования ударных волн в атмосфере Солнца. В докладе представлены результаты изучения РВII, наблюдавшихся на космических аппаратах WIND и STEREO, закономерностей формирования корональных выбросов массы (КВМ) сопровождающихся (Radio Loud, RL КВМ) и не сопровождающихся (Radio Quiet, RQ КВМ) РВII по данным SOHO/LASCO, и вариаций параметров КВМ и РВII в 23 и 24 циклах. Рассмотрены зависимости параметров RL КВМ от класса сопутствующей вспышки.
Согласно проведенному исследованию, изменение частотности и параметров РВII не выявляют циклических вариаций известных из эволюции активных областей, и они ведут себя различно в 23 и 24 циклах. Не существует однозначной связи РВII со вспышками или КВМ определенных классов. Анализ влияния вариаций напряженности и структуры глобального магнитного поля (СГМП) Солнца показал, что эволюционные изменения СГМП непосредственно влияют на распределение и параметры РВII и связанных с ними КВМ. В моменты реорганизации СГМП частотность и параметры КВМ резко изменяются.
На основе предлагаемого метода расчета магнитного поля исследовано влияние вариаций магнитного поля и параметров плазмы в областях формирования РВII на число наблюдаемых событий RQ и RL КВМ и их параметры. Полученные результаты свидетельствуют о том, что магнитное поле, плотность плазмы и альфвеновская скорость изменяются в циклах солнечной активности не плавно от минимума к максимуму, а в виде отдельных импульсов. При понижении магнитного поля и, соответственно, альфвеновской скорости, даже слабые низкоскоростные КВМ могут стать RL КВМ, так как их скорость может превысить альфвеновскую. При росте альфвеновской скорости даже мощные, высокоскоростные КВМ, в максимуме солнечной активности, но имеющие скорость ниже альфвеновской, могут оказаться RQ КВМ. Это свидетельствуют о том, что СГМП, вариации значений магнитного поля, как и параметров плазмы, могут быть теми важными факторами, которые определяют условия в атмосфере Солнца, которые могут быть благоприятны для формирования или RQ КВМ, или RL КВМ.



Семинар N 673

Понедельник, 29 октября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Ю.П. Очелков (ИПГ им. акад. Е.К. Федорова)
Изменение гелиодолготной зависимости пиковой интенсивности солнечных протонных событий с циклами солнечной активности (доклад на Европейском симпозиуме по космическим лучам и Всероссийской конференции по космическим лучам, Барнаул, июль 2018 г.)

На основе изучения двумерных распределений солнечных вспышек по пиковым интенсивностям мягких рентгеновских всплесков и солнечных протонных событий сделан вывод  о том, что зависимость от гелиодолготы пиковой интенсивности солнечных протонных событий изменяется с солнечными циклами. Использованы данные КА GOES по рентгеновским всплескам в диапазоне длин волн 0.1-0.8 нм и данные по наблюдениям солнечных протонных событий с пороговыми энергиями 30 МэВ. Было обнаружено, что гелиодолготное ослабление пиковой интенсивности протонных событий в различных циклах может отличаться на порядок величины. В частности, ослабление пиковой интенсивности протонных событий от вспышек в интервале гелиололгот от 0o до 30o E относительно пиковых интенсивностей протонных событий от вспышек на западной половине диска равно 30 для 23 цикла солнечной активности и только 3 для 22 цикла. Изменение с циклами гелиодолготной зависимости пиковых интенсивностей солнечных протонных событий следует учитывать при изучении переноса солнечных протонов по гелиодолготе и во всех статистических исследованиях солнечных протонных событий.



Семинар N 672

Понедельник, 15 октября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Е.А. Бруевич (ГАИШ МГУ).
Классификация вспышек, основанная на максимальном потоке в рентгеновском диапазоне и длительности вспышки.

Вспышечная активность Солнца характеризуется системами классификации, как в оптическом, так и в рентгеновском диапазонах. Самые общепринятые классификации вспышек описывают такие важные параметры, как яркость вспышки в оптическом диапазоне – оптический класс вспышки изменяется от F до B, ее площадь – балл вспышки изменяется от S (менее 2 кв. градусов) до 4 (более 24.7 кв. градусов), максимальную амплитуду потока в рентгеновском диапазоне 0.1-0.8 нм (рентгеновский класс вспышки от С до Х).
Предлагается новая классификация солнечных вспышек – рентгеновский индекс вспышки XI, основанный на измерениях излучения в диапазоне 0.1-0.8 нм на спутниках серии GOES. Индекс XI имеет понятную физическую интерпретацию, связанную с полной энергией вспышки в диапазоне 0.1-0.8 нм. XI легко вычисляется для каждой вспышки с помощью доступных данных GOES. XI может быть использован для оценки вспышек вместе с другими важными геоэффективными параметрами.



Семинар N 671

Понедельник, 8 октября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ

Новости с конференций:

Л.С. Леденцов (ГАИШ МГУ).
Waves and instabilities in the solar atmosphere (La Laguna, Spain, September 2018).



Семинар N 670

Понедельник, 1 октября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ

Новости с конференций:

А.В. Гетлинг (НИИЯФ МГУ).
Физика Солнца на ХХХ Генеральной ассамблее МАС (Вена, август 2018 г.).



Семинар N 669

Понедельник, 24 сентября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Katie Kosak (University of Warwick).
Slow Magnetoacoustic Oscillations in Solar Coronal Loops.

Slow magnetoacoustic, also called SUMER, oscillations are found in hot coronal loops specified by the field-aligned plasma flows that damp in 2-3 cycles. The first portion of the study was a statistical survey of past studies of SUMER oscillations detected from SUMER, BCS, AIA, and RHESSI instruments to study the damping time, period and relative amplitude of the oscillations. The resulting relationships from the statistics motivated a re-evaluation of the theory. In the past, SUMER oscillations have been modelled with infinite magnetic field approximation. The thin flux tube approximation is introduced to model the SUMER oscillations to account for the magnetic field and misbalance of the heating/cooling function.



Семинар N 668

Понедельник, 17 сентября 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


И.Ф. Никулин, Ф.В. Верещагин (ГАИШ МГУ).
Многоканальный ПЗС-спектрогелиограф отдела физики Солнца ГАИШ.

Разработанный и построенный в ГАИШ ПЗС-спектрогелиограф на базе линейки хорошо зарекомендовал себя не только при монохроматических наблюдениях различных активных процессов на Солнце в спектральном диапазоне от 0.32 до 1.1 мк, но и при наблюдении магнитных полей по методу, предложенному Никулиным [1]. В частности, были обнаружены крупномасштабные магнитные структуры – корональные проборы [2], связанные с топологией магнитного поля и, предположительно, играющие определенную роль в нестационарных явлениях в атмосфере Солнца.
С приобретением высококачественной ПЗС-камеры Alta U16M (4096x4096, с охлаждением) появилась возможность построить многоканальный спектрогелиограф, который позволит после двумерной записи достаточного количества профилей заданной линии иметь спектрогелиограмму в любой точке профиля. За последние два года такой СГГ был создан после разработки программного обеспечения и интерфейса Верещагиным и Никулиным. Проводятся пробные наблюдения с целью отработки программы. СГГ позволит получать томографические разрезы с возможностью регистрации поля скоростей на разных уровнях в атмосфере Солнца. Это особенно важно для изучения активных явлений и сравнения результатов наблюдений с выводами теории магнитного пересоединения в хорошо проводящей плазме с сильным магнитным полем.

[1] Nikulin I.F., High resolution observation of solar magnetic fields and the magnetic structure of sunspots // Astron. Astrophys. & Transaction, 2016, v. 29, n. 4, p. 581.
[2] Nikulin I.F. Dumin Y.V., Coronal partings // Advances in Space Research, 2016, v. 57, р. 904.



Семинар N 667

Понедельник, 23 июля 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


С.В. Владимиров (Университет Сиднея, Объединенный институт высоких температур РАН, Университет ИТМО).
Влияние резонансов поверхностных плазмонов на распространение электромагнитных волн в пылевой плазме.

Комплексная (пылевая) плазма – это многокомпонентная плазма, содержащая помимо заряженных (электроны, ионы) и, в общем случае, нейтральных (атомы, молекулы) микроскопических частиц, также и макроскопические частицы (пыль). При этом существенно, что размер макроскопических частиц велик по сравнению с атомными/молекулярными размерами. Присутствие макроскопических (заряженных) пылевых частиц значительно меняет диэлектрические свойства комплексной плазмы.
В настоящем докладе рассмотрено влияние макроскопичности пыли на характер распространения электромагнитных волн в плазме, содержащей металлические либо диэлектрические сферические включения. Основное внимание уделено резонансам плазмонов на поверхности макрочастиц и их влиянию на дисперсионные характеристики электромагнитных волн. Показано, что наличие поверхностных плазмонов может существенно изменить электромагнитные свойства плазмы из-за наличия новых резонансов и частот отсечки в эффективной диэлектрической проницаемости. Установлены условия, необходимые для наблюдения структуры запрещенной зоны в дисперсии электромагнитных волн для лабораторной и космической пылевой плазмы.
Одной из особенностей данного исследования является учет влияния плазменной среды на плазмоны на поверхности макрочастиц. Здесь основным эффектом является появление поверхностного плазмонного резонанса на диэлектрической частице в плазменной среде; этот эффект отсутствует для диэлектрических частиц в диэлектрике (или вакууме). Наличие такого резонанса допускает распространение электромагнитных волн на частотах ниже электронной плазменной частоты – стандартной частоты отсечки в обычной плазме.
Присутствие поверхностных плазмонных резонансов качественно отличает комплексную плазму от классической электрон-ионной плазмы (без внешних полей): для электромагнитных волн с длинами волн, значительно больших, чем расстояния между частицами, комплексная плазма фактически является метаматериалом, имеющим крайне низкие/высокие значения диэлектрической проницаемости (вблизи новых частот отсечки/резонансов).



Семинар N 666

Понедельник, 25 июня 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Л.С. Леденцов (ГАИШ МГУ).
Отчет научного сотрудника в связи с переизбранием в должности.



Семинар N 665

Понедельник, 18 июня 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


А.Г. Франк (Институт общей физики им. А.М. Прохорова, annfrank@fpl.gpi.ru).
Исследования структуры и динамики токовых слоев на основе лабораторных экспериментов.

Исторически интерес к токовым слоям возник в середине XX века, в связи с необходимостью выяснить физическую природу таких грандиозных явлений, как вспышки на Солнце. Было показано, что магнитная энергия может аккумулироваться в плазме при формировании токовых слоев в окрестности нулевых или, в общем случае, особых линий магнитного поля, а преобразование магнитной энергии в энергию плазмы и ускоренных частиц происходит благодаря процессам магнитного пересоединения в токовых слоях.
В 70-е годы, вслед за развитием теоретических исследований, были поставлены первые эксперименты, которые подтвердили как формирование токовых слоев, так и возможность реализации вспышечных явлений. Было установлено, что токовые слои, которые развиваются даже в сравнительно простых магнитных конфигурациях, являются динамическими объектами и обладают достаточно сложной структурой.
Уже формирование токового слоя – это динамический процесс, когда нелинейные возмущения приводят к кумулятивному эффекту: значительному усилению магнитного поля, концентрации в слое электрического тока и плазмы. В течение метастабильной стадии эволюции токового слоя плотная нагретая плазма находится в равновесии с внешним магнитным полем, при этом в слое происходят различные динамические процессы.
Так, генерация токов Холла значительно усложняет магнитную структуру слоя и может вызывать его деформации. По мере затухания токов Холла возникают сверхтепловые потоки плазмы, которые ускоряются вдоль поверхности слоя, и их внедрение в магнитное поле приводит, как к возбуждению обратных токов по отношению к основному току в слое, так и к генерации токов Холла противоположного направления. При захвате в слой продольной компоненты магнитного поля, а также за счет эффекта Холла в токовых слоях возбуждаются электрические поля и токи в поперечной плоскости по отношению к основному току в слое.
Отсюда следует, что достаточно сложная структура электрических токов и магнитных полей является характерной особенностью даже сравнительно простых токовых слоев, которые создаются в лабораторных экспериментах. Естественно предполагать, что подобные особенности свойственны токовым слоям в космическом пространстве. Таким образом, изучение токовых слоев в лабораторных условиях открывает перспективы для эффективного использования экспериментальных результатов для анализа и моделирования астрофизических явлений.



Семинар N 664

Понедельник, 4 июня 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. Ю.В. Думин (ГАИШ МГУ, ИКИ РАН)
О конференции "Fundamental Constants: Basic Physics and Units" (Бонн, 13-18 мая 2018г.).

В настоящем обзоре предполагается осветить следующие из вопросов, обсуждавшихся на состоявшейся конференции:
1. Современное состояние дел и планируемые эксперименты по поиску вариаций фундаментальных постоянных на космологических масштабах.
2. О предстоящем в конце 2018г. введении новой системы эталонов для системы СИ, основанных исключительно на значениях фундаментальных постоянных.
3. Краткое резюме моего приглашенного доклада "Is the cosmological Lambda-term a new fundamental constant?"

2. В.В. Низовцев (МГУ)
Циклы ротации, магнетизма и пятнообразования в астрофизической парадигме: Анализ динамики 23-24 циклов солнечной активности.

Загадки неустойчивости солнечной атмосферы и необъяснимые аномалии в циклах активности и магнетизма Солнца порождают состояние растерянности в наших рядах по поводу странного 24-го цикла. Представляется неизбежной реставрация системы мира, в которой за ротацию Солнца и планет отвечают течения квазилинейных вихрей, соответственно, глобального и локальных. Результаты по динамике планетных оболочек, доставленные КА последних десятилетий, подтверждают модель, согласно которой, ротационный вихрь небесного тела есть результат коалесценции компенсационной завихренности. Глобальный вихрь солнечной системы явился результатом свертывания вихревой пелены, возникшей в гипергалактическом течении. Ось вихря приурочена к барицентру системы, поэтому в ходе барицентрического обращения Солнца его атмосфера пронизывается переменными течениями вихря, которые, в частности, оказывают сортирующее действие на грануляционное поле. Весь комплекс феноменов циклической активности (образование пятен, генерация магнетизма, обращение полярности пятен и среднего магнитного поля) получает системную трактовку в рамках данной модели. Особенности 24-го цикла (продолжительный минимум, сниженный уровень магнетизма и невысокий максимум чисел Вольфа) объясняются истощением грануляционного поля в ходе аномально высокой вспышечной деятельности в октябре 2003 г., обусловленной кратковременным замедлением ротации атмосферы. Вскрытие механизма, управляющего процессами в солнечной атмосфере, открывает некоторые шансы предсказания космической погоды.



Семинар N 663

Понедельник, 14 мая 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


С. Комаров (ИКИ РАН)
Теплопроводность в горячем газе скоплений галактик
(по материалам диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук)

Рентгеновские наблюдения скоплений галактик свидетельствуют о наличии существенных пространственных флуктуаций температуры межгалактического газа. На картах температуры хорошо видны большие градиенты в холодных фронтах, филаментарные структуры, а также вариации температуры на масштабах порядка 100 килопарсек. Учитывая, что в высокотемпературной плазме скоплений эффективность теплопередачи очень велика, наблюдения указывают на то, что коэффициент теплопроводности должен быть сильно подавлен. Подавление связано, вероятно, с наличием в межгалактической среде магнитных полей, благодаря которым процессы переноса в скоплениях становятся анизотропными. Более того, плазма с магнитным полем оказывается подвержена ряду кинетических неустойчивостей. В работе рассматривается несколько эффектов, которые приводят к подавлению теплопроводности в замагниченной турбулентной плазме скоплений галактик. Первая часть посвящена исследованию локальной корреляции между направлением магнитных полей и градиентов температуры в турбулентном газе. Показывается, что наиболее вероятной оказывается их ориентация перпендикулярно друг другу, что приводит к уменьшению локальных тепловых потоков. Во второй части изучается роль зеркальной неустойчивости в переносе электронов и вычисляется связанная с ней степень подавления коэффициента теплопроводности – порядка 1/5. В последней части работы описывается одно из возможных наблюдательных проявлений микрофизики межгалактического газа за счет того, что анизотропия электронного давления, связанная с магнитными полями, приводит к малой поляризации теплового тормозного излучения плазмы.



Семинар N 662

Понедельник, 23 апреля 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Ю.П. Очелков (ИПГ им. акад. Е.К. Федорова)
Масштабное подобие временного развития солнечных протонных событий

Используется метод масштабного подобия для анализа временного развития солнечных протонных событий (СПС). Показывается, что для большого числа СПС реализуется временной профиль развития, который обладает масштабным подобием. Такой временной профиль может быть назван основным или базисным. Наблюдаемое разнообразие временных профилей может быть связано с возмущениями базисного временного профиля, которые обусловлены различными причинами. Важную роль играют возмущения, связанные с длительной инжекцией частиц.

Показывается, что для базисных временных профилей (по данным о потоках протонов с 5-ти минутным усреднением) можно с большой точностью (5-10 минут) определить время инжекции протонов, что в ряде случаев позволяет ответить на вопрос о том, где ускоряются протоны (в ударных волнах корональных транзиентов или в солнечных вспышках).



Семинар N 661

Понедельник, 16 апреля 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


П.А. Грицык (ГАИШ МГУ)

Аналитические модели процессов ускорения частиц в солнечных вспышках
(Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук)

Согласно современным представлениям о солнечных вспышках источником их энергии являются сильные магнитные поля в атмосфере Солнца. В результате эффекта магнитного пересоединения эта энергия преобразуется в кинетическую и тепловую энергию заряженных частиц. В процессе пересоединения происходит ускорение электронов, протонов и других ионов электрическим полем внутри высокотемпературного токового слоя до энергий, намного превышающих тепловые энергии частиц в короне и хромосфере. Электроны и протоны, ускоренные до высоких энергий, порождают всплески излучения в микроволновом, жестком рентгеновском и гамма-диапазоне, которые доступны самому всестороннему изучению с помощью наземных и космических наблюдений. С развитием космических экспериментов классические, общепризнанные кинетические модели либо не обеспечивают необходимой точности, либо полностью не применимы для наблюдаемых событий. В современных численных моделях кинетические задачи о распространении в атмосфере Солнца ускоренных частиц рассматривается в самой общей постановке, но большое количество модельных параметров вместе с высокими вычислительными затратами затрудняют понимание основных физических процессов, их место и роль в наблюдаемой картине солнечной вспышки. В диссертации предложена и разработана аккуратная аналитическая модель вспышки. На примере современных космических наблюдений она показала необходимость учета эффекта обратного тока и двухшажного механизма ускорения – первично ускоренные в токовом слое частицы приобретают дополнительное ускорение внутри корональных магнитных ловушек. Полученные результаты, помимо прикладных задач физики солнечных вспышек, могут иметь широкое применение в современной астрофизике.



Семинар N 660

Понедельник, 9 апреля 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


В.В. Калегаев, И.И. Алексеев, Е.С. Беленькая, И.С. Назарков (НИИЯФ МГУ)

Динамика токовых систем в магнитосфере Земли

В результате постоянного и активного взаимодействия между солнечным ветром и собственным магнитным полем Земли формируются и эволюционируют магнитосферные токовые системы. Крупномасштабные токи определяют структуру магнитосферы Земли, размер и положение плазменных образований, траектории движения энергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве. Находясь под воздействием солнечного ветра, магнитосферные токовые системы воспроизводят вариации параметров межпланетной среды, связанные с активными процессами на Солнце. В ответ на вариации солнечного ветра и межпланетного магнитного поля происходят изменения параметров магнитосферных токовых систем, их положения и интенсивности. Для описания магнитосферных процессов может быть использовано квазистационарное приближение, когда магнитосферная динамика рассматривается как последовательность равновесных состояний. В рамках такого подхода, в дополнение к крупномасштабным токам, могут формироваться короткоживущие (с длительностью около часа) токовые системы, которые обеспечивают переход магнитосферы от одного квазиравновесного состояния к другому. В этом контексте наиболее интересная область: передний (ближайший к Земле) край токового слоя хвоста, Альвеновский слой, где меняется характер конвекции магнитосферной плазмы и генерируются продольные токи. Здесь, в области относительно более сильного, квазидипольного магнитного поля, градиентный дрейф начинает преобладать над электрическим дрейфом. Измерения аппаратов Themis позволяют определить положение переднего края токового слоя хвоста магнитосферы и основные характеристики переходных токовых систем, возникающих в его окрестности во время геомагнитных возмущений.



Семинар N 659

Понедельник, 26 марта 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


И.В. Зимовец (ИКИ РАН)

О связи конфигурации магнитного поля с динамикой источников рентгеновских пульсаций во вспышечных областях Солнца

На основе наблюдений КА RHESSI проведено систематическое исследование пространственно-временной эволюции источников пульсаций жесткого рентгеновского излучения (>25 кэВ) солнечных вспышек. Установлено, что источники пульсаций нестационарны – они изменяют свое положение от пика к пику. Пульсации являются следствием серии эпизодов энерговыделения и ускорения электронов в различных магнитных трубках (петлях) вспышечной области. "Однопетлевые" модели вспышек не могут объяснить этих наблюдений. На основе фотосферных векторных магнитограмм, полученных прибором HMI/SDO, проведена реконструкция магнитного поля в нелинейном бессиловом приближении в родительских областях исследованных вспышек. Показано, что источники пульсаций располагаются в подножиях различных силовых линий, выстроенных в форме магнитного жгута или аркад магнитных петель, окружающих магнитный жгут. Обсуждается, что эпизоды энерговыделения, приводящие к рентгеновским пульсациям, могут быть следствием магнитного пересоединения при неоднородной эволюции жгута и его взаимодействия с окружающими магнитными петлями.



Семинар N 658

Понедельник, 19 марта 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ

С.И. Безродных, П.А. Грицык, А.И.Хлыстов (ГАИШ МГУ)
Отчеты сотрудников в связи с переизбраниями в должностях.



Семинар N 657

Понедельник, 12 марта 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ

П.А. Грицык, Л.С. Леденцов (ГАИШ МГУ)
Новости с конференций.



Семинар N 656

Понедельник, 5 марта 2018г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. П.А. Грицык (ГАИШ МГУ)
Обсуждение работы Malkov M.A. "Exact solution of the Fokker-Planck equation for isotropic scattering", Physical Review D, 95, 023007 (2017).

2. П.А. Грицык, Ю.В. Думин, Л.С. Леденцов (ГАИШ МГУ)
Новости с конференций.



Семинар N 655

Понедельник, 25 декабря 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


О.В. Хабарова (ИЗМИРАН)

Высокоширотные конические токовые слои в солнечном ветре

На базе данных аппарата Ulysses впервые обнаружена долгоживущая токовая структура в высоких гелиоширотах, существующая в период минимума солнечной активности. Теоретическое моделирование полей в короне, выполненное Fisk 1996 и Burger et al. 2008, показывало, что внутри корональных дыр должна существовать обособленная область, где солнечный ветер становится из паркеровского фисковским. Эта область, будучи много меньше размеров корональной дыры, имела цилиндрическую форму. Было ясно, что помимо условно-плоского гелиосферного токового слоя, самой стабильной токовой структурой области открытых силовых линий может оказаться полярный конический токовый слой, однако стабильность такой структуры вызывала сомнения.

Выполненный авторами работы (Khabarova et al. 2017, ApJ) анализ данных Ulysses показывает, что такие токовые слои действительно существуют и простираются до 2-3 а.е. Они могут быть слегка наклонены к экватору, что приводит к их многократному пересечению в высокоширотном солнечном ветре. Наблюдения Ulysses на расстояниях двух-трёх астрономических единиц от Солнца согласуются с появлением конусообразных областей на картинах восстановленных магнитных полей в короне и характеризуются провалами в скорости солнечного ветра внутри высокоскоростных потоков из корональных дыр по наблюдениям межпланетных сцинтилляций в те же периоды.

Одно из пересечений выявило взаимодействие конического/цилиндрического токового слоя с кометой McNaught в 2007 году. При этом комета была на расстоянии 0.7 а.е., а Ulysses зафиксировал кометарное вещество внутри полярного токового слоя на 2. а.е. Взаимодействие комет с плоскими токовыми слоями в гелиосфере известно несколько десятилетий, но сообщений о взаимодействии комет с цилиндрическими/коническими токовыми слоями ранее не было. Наличие конических токовых слоев в полярной гелиосфере может пролить свет на необъясненный ранее эффект наблюдения энергичных частиц в высоких широтах при спокойном Солнце, так как с пересечением полярного токового слоя также ассоциируется наблюдение Ulysses высокоэнергичных протонов и электронов. Обнаружение высокоширотного цилиндрического/конического токового слоя соответствует как результатам моделирований, так и наблюдениям аналогичных структур, называемых магнитными торнадо (Wedemeyer-Bohm et al., 2012, Keiling et al., 2012).

Khabarova O.V., Malova H.V., Kislov R.A., Zelenyi L.M., Obridko V.N., Kharshiladze A.F., Tokumaru M., Sokol J.M., Grzedzielski S., and Fujiki K., 2017, High-latitude conic current sheets in the solar wind, Astrophys. J., 836, 108, 1, https://www.researchgate.net/publication/313686105_High-latitude_Conic_Current_Sheets_in_the_Solar_Wind



Семинар N 654

Понедельник, 11 декабря 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Л.И. Мирошниченко (ИЗМИРАН, НИИЯФ МГУ)

Древние протонные события: Дебаты о реальности, источниках и свойствах

Экстремально большие солнечные протонные события (СПС), случившиеся в исторически отдалённом прошлом, представляют несомненный интерес для понимания предельных возможностей Солнца как ускорителя солнечных космических лучей (СКЛ), а также для планирования перспективных космических экспедиций к Луне, Марсу и другим планетам Солнечной системы. Сведения о "древних" СПС хранятся в природных геофизических "архивах" в виде отложений нитратов в полярных льдах (Гренландия и Антарктида) и/или в виде следов космогенных изотопов 14C (в кольцах деревьев), а также 10Be, 36Cl, 26Al и других cosmogenic tracers во льдах и отложениях на дне озёр и океанов. К настоящему времени радиоуглеродным и нитратным методами получены данные о событиях AD775, AD993, AD1859 (событие Кэррингтона) и некоторых других. В последние годы, однако, возникли серьёзные сомнения относительно достоверности (подлинности и надёжности) самих нитратных данных и ведутся ожесточённые споры об их пригодности для качественной идентификации и количественной интерпретации древних СПС. Критически анализируется ситуация, сложившаяся вокруг "древних" протонных событий. Обсуждается возможность использования данных о древних СПС для улучшения прогнозов радиационной обстановки в межпланетном пространстве.



Семинар N 653

Понедельник, 4 декабря 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


А.А. Рева (ФИАН)

Исследование корональных выбросов масс на ранних стадиях развития

Для исследования корональных выбросов масс (КВМ) обычно применяют ВУФ телескопы (такие как AIA/SDO) и коронографы белого поля (такие как LASCO/C2). При этом поля зрения этих приборов не перекрываются. Диапазон расстояний от 1.2 до 2 солнечных радиусов не доступен для наблюдения "классическим" набором инструментов, и поэтому ранняя эволюция КВМ плохо изучена. Частично эта проблема была решена с помощью ВУФ телескопа ТЕСИС на спутнике КОРОНАС-ФОТОН, который мог строить изображения короны Солнца в линии 171 А вплоть до расстояний в 2 солнечных радиуса от центра Солнца. В докладе будет описан принцип построения изображений дальней короны ВУФ телескопом ТЕСИС, а также дан обзор основным наблюдениям КВМ, выполненных с помощью этого прибора.



Семинар N 652

Понедельник, 27 ноября 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


А.И. Хлыстов (ГАИШ МГУ)

Глобальное потепление и его возможные причины

Несмотря на трудности в получении экспериментального материала, связанные как с ошибками измерений, так и с недостаточной густотой сети метеостанций, большинство экспертов считают установленным фактом глобальный рост поверхностной температуры Земли с 1860 г. по 2015 г. примерно на 0,8oC. Особенно быстрый подъем температуры наблюдается с 1985 г. Многие климатологи считают, что такое беспрецедентное за последние 440 тысяч лет глобальное потепление с высокой вероятностью связано с ростом концентрации углекислого газа антропогенного происхождения. Однако в последнее время этот тезис стал подвергаться сомнению, вплоть до его полного отрицания. Свидетельством этого является недавнее заявление президента Соединённых Штатов Америки Дональда Трампа о прекращении участия США в Парижском соглашении 2015 года по климату. В предлагаемом докладе будут рассмотрены другие наиболее вероятные эндогенные и экзогенные факторы, могущие вызывать изменения климата Земли с периодами от нескольких лет до сотен тысяч лет: вариации солнечной постоянной, солнечная активность, галактические космические лучи, надводный и подводный вулканизм, а также долговременные вариации элементов орбиты Земли (орбитальная теория климата Миланковича). Делается вывод, что одной из главных причин квазициклических долговременных изменений климата может быть подводный вулканизм. В этом случае наблюдающееся глобальное потепление в ближайшем будущем должно прекратиться и на смену ему придет очередной период похолодания.



Семинар N 651

Понедельник, 20 ноября 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


И.Н. Мягкова, А.В. Богомолов (НИИЯФ МГУ)

1. Солнечные вспышки, зарегистрированные в экспериментах на борту ИСЗ "Вернов" и "Ломоносов"

Информация о рентгеновском и гамма-излучении солнечных вспышек требуется для создания моделей ускорения заряженных частиц во вспышках, так как именно нейтральное излучение несет не искаженную влиянием межпланетных магнитных полей информацию об ускорительных процессах, происходящих непосредственно в солнечной атмосфере. Регистрация потоков и спектров рентгеновского излучения солнечных вспышек входило в число задач экспериментов, проводимых НИИЯФ МГУ на ИСЗ "Вернов" и "Ломоносов". Аппаратура РЕЛЭК, установленная на КА "Вернов", имевшем солнечно-синхронную орбиту (высота 640-830 км и наклонение 98.4o), и предназначенная, в том числе и для регистрации рентгеновского и гамма-излучения с высоким временным разрешением. С июля по декабрь 2014 года жесткое рентгеновское излучение было зарегистрировано во время девятнадцати вспышек. Данные вспышки имели класс Х и М, а также С-класс, что указывает на жесткость спектра вспышечного излучения. В шести из них были зафиксированы квазипериодические колебания жесткого рентгеновского излучения вплоть до энергий >100 кэВ с близким периодом около 7 секунд. Регистрация жесткого рентгеновского излучения слабых солнечных вспышек была продолжена в эксперименте на спутнике "Ломоносов", который был запущен 28 апреля 2016 г. "Ломоносов" имеет схожую с космическим аппаратом "Вернов" орбиту – солнечно-синхронную, но с меньшей высотой – 490 км. С момента запуска по январь 2017 жесткое рентгеновское излучение было зарегистрировано во время десяти вспышек, причем несколько из них имели класс В по мягкому рентгеновскому излучению (классификация GOES), что представляет интерес с точки зрения изучения так называемых "холодных" вспышек.

2. Источники солнечных космических лучей: солнечные вспышки или выбросы корональной массы? (совместный проект ИКИТ-ИСЗФ-НИИЯФ МГУ)

На сегодняшний день нет однозначного ответа на вопрос: происходит ли ускорение заряженных частиц, наблюдаемых во время солнечных протонных событий (СПС), во время вспышек на Солнце или же на ударных волнах, порождаемых корональными выбросами массы (КВМ), или оба эти механизма вносят свой вклад в разной степени. В рамках российско-болгарского проекта "Источники солнечных космических лучей: солнечные вспышки или выбросы корональной массы?" предлагается рассмотреть этот вопрос с использованием статистического анализа наблюдательных данных о СПС и связанных с ними явлениях, а также детального анализа отдельных наиболее интересных событий. В качестве экспериментальных данных о жестком рентгеновском и гамма-излучении солнечных вспышек в проекте будет использована информация с космической обсерватории "КОРОНАС-Ф" (2001-2005 гг.). Сцинтилляционными спектрометрами СОНГ (0.03-200 МэВ) и СПР-Н (15-100 кэВ), установленными на борту "КОРОНАС-Ф", было зарегистрировано более ста вспышек. Также планируется использовать базу данных эксперимента Конус-WIND и длительные ряды наблюдений, полученные хорошо известными космическими инструментами (например, GOES, а также SOHO / ERNE, чьи данные до настоящего времени не использовались в полном объеме). Кроме того, планируется учитывать особенности магнитной топологии активных областей, в которых произошли анализируемые события.



Семинар N 650

Понедельник, 13 ноября 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


Ю.П. Очелков (ИПГ им. акад. Е.К. Федорова)
Скейлинг временного развития всплесков мягкого рентгеновского излучения Солнца на фазе роста

В работе на основе изучения временного хода плотности потока энергии рентгеновского излучения всплесков мягкого рентгеновского излучения в диапазонах длин волн 0.1-0.8 нм и 0.05-0.3 нм делается вывод о масштабном подобия (скейлинге) временного развития всплесков на фазе роста до максимума в диапазоне плотностей потока энергии от 0.1 Fm до Fm, где Fm – плотность потока энергии рентгеновского излучения в максимуме всплеска. Получено аналитическое выражение, которое хорошо описывает временное развитие всплесков на этой стадии. Показано, что для ряда всплесков скейлинг и найденная зависимость справедливы для значительного большего интервала интенсивностей, чем указанный выше. Существование скейлинга временного развития всплесков означает, что временное развитие всплесков определяется только одним физическим процессом. Проводятся обсуждения полученных результатов с точки зрения современных представлений о моделях излучения мягких рентгеновских всплесков.
http://vestnik.geospace.ru/index.php?id=461



Семинар N 649

Понедельник, 30 октября 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


С.П.Перов ("Земля и Вселенная", НАУКА, РАН), Н.С.Сидоренков (Гидрометцентр), А.И.Хлыстов (ГАИШ)
Процессы синхронизации в гелио- и геосферах и солнечно–лунные приливы

Установлена синхронизация приливных колебаний экстремумов скорости вращения Земли (ЭСВЗ) с изменчивостью метеопараметров (температуры, давления, влажности, ветра) (Sidorenkov, 2009), а также формирования и распада тропических депрессий, максимальных скоростей в тропических циклонах и тайфунах, началом и окончанием осадков в период индийского муссона (Перов, 2013). Также установлена корреляция ЭСВЗ с количеством землетрясений (ЗТ) выше балла 4, глубиной очага для сильных ЗТ. Таким образом синхронизация процессов в атмосфере, океане и других геосферах с астрономическими и геодинамическими факторами – одно из основных и фундаментальных явлений в геофизике. Исключительно важные результаты следуют из корреляции ЭСВЗ с чрезвычайными происшествиями в техносфере (аварии на АЭС, в авиационном, наземном и водном транспорте всех видов, пожары и т.д.), в медицинских показателях человека (ослабление иммунной и других систем). Рассмотрена также синхронизации квазидвухлетних колебаний направления ветров в стратосфере Земли (КДК), гармоник чандлеровского движения полюсов Земли (ЧДП) и периодов Эль-Ниньо–Южное Колебание (ЭНЮК) между собой с фундаментальными частотами системы Земля–Луна–Солнце. Частоты КДЦ, ЭНЮК и ЧДП являются резонансными комбинациями частот годового обращения системы Земля–Луна вокруг Солнца, прецессии лунной орбиты и движения ее перигея. Это показано на примере результатов Фурье-анализа (новым специально разработанным методом) 800-летнего ряда годовых толщин колец японского (о.Хонсю) кипариса (Сидоренков, 2015; Перов, 2012). Как известно спектр вариаций Кр-индекса геомагнитной активности (1932–1990 гг.) имеет все компоненты ритмов, соответствующих обороту Солнца (28 сут), его гармоникам и субгармоникам (Бреус, 2009). Величины периодов в этом спектре – 27,3, 13,6, 9,0, 6,78, 5,4, 4,5, 3,8 сут и в спектре солнечно–лунных зональных приливов – 27,3, 13,6 9,0, 8,0, 6,8, 5,0, 4,0, 3,5 сут практически совпадают. Внутрисуточные квазипериоды повторения слабых солнечных вспышек (в рентгене) совпадают с периодами приливных гармоник на Земле (24, 12, 8, 6, 4, 2, 1, 0,3 час). Представлены и обсуждаются гистограммы геомагнитных индексов Кр>5, дат солнечных вспышек (класса Х), корональных выбросов масс (КВМ) и чисел Вольфа для периода минимальной солнечной активности (в основном 2008–2009 гг.) относительно дат ЭСВЗ. Обнаружена значимая корреляция между ними. Эти неожиданные и интригующие выводы требуют более статистически обоснованной проверки и объяснения физических механизмов. Результаты заставляют по-новому рассматривать проблему космической (и обычной) погоды, ее влияние на биосферу, техносферу и социосферу. Предлагаются и обсуждаются наиболее важные направления будущих исследований и экспериментов (включая натурные) при использовании новых подходов для анализа, прогноза и управления процессами в атмосфере при разработке природноподобных технологий воздействия.
Любому потребителю предоставляется возможность проверить самому вышесказанное. Недельные графики изменения метеопараметров на станциях земного шара ежедневно в доступе (HTTP://HMN.RU). Графики приливных колебаний ν c датами их экстремумов (ЭСЗВ) ежегодно размещаются на сайте (HTTP://GEOASTRO.RU) (Перов, Сидоренков, 2017).



Семинар N 648

Понедельник, 23 октября 2017г., 15:20; ауд. 17 (цокольный этаж) ГАИШ


Ишков В.Н. (ИЗМИРАН)
Солнечная активность по достоверному ряду чисел Вольфа: наблюдательная картина и возможность прогноза развития

Исследование достоверного ряда (1849–2013) относительных чисел солнечных пятен дает новый сценарий развития солнечной цикличности, который предусматривает регулярную смену режимов пятнообразовательной активности при переходе от эпох "повышенной" СА (<8–10, 18–22 СЦ) к эпохам "пониженной" СА (12–16 и 24–последующие 4 СЦ) и, наоборот, – от "пониженной" к "повышенной", между которыми располагаются переходные периоды, когда средняя величина общего магнитного поля Солнца выходит на уровень соответствующей эпохи СА. Весь период долгопериодических изменений занимает примерно (150±20) лет, который легко получается при исследовании периодичности достоверного ряда чисел Вольфа. Основные выводы доклада:
– статистики достоверных циклов (9–24) уже достаточно, чтобы делать первые выводы об устойчивом сценарии СЦ, а сюрпризы последних 20 лет позволяют начать обсуждение переходных периодов;
– солнечная цикличность состоит из эпох "пониженной" и "повышенной" СА примерно по 5 СЦ, разделенные периодом 1.5 СЦ, когда происходит перестройка режима генерации магнитных полей в пятнообразовательной области конвективной зоны Солнца к соответствующей эпохе;
– эпохи "пониженной" СА характеризуются большей долей небольших спокойных групп пятен и, соответственно, пониженной вспышечной активностью; в них значимо уменьшается количество мощных солнечных вспышечных событий и, как следствие, к небольшому количеству больших магнитных бурь, зато резко увеличивается число и длительность относительно спокойных геомагнитных периодов. В эти эпохи маловероятны высокие СЦ;
– в эпохи "повышенной" СА значимо увеличивается количество магнитных потоков с быстрой эволюцией, что ведет к появлению больших вспышечно-активных групп пятен; наблюдается полный набор мощных событий на Солнце и в околоземном космическом пространстве. В эти эпохи маловероятны низкие СЦ;
– внутри эпох наблюдательные правила развития циклов и их чередование строго работают;
– в переходные периоды могут возникать отклонения от наблюдательных правил и осуществляться, по-видимому, самые экстремальные вспышечные события (27.08-2.09.1859 г. – 10 СЦ; 1-15.06.1991 г. – 22 СЦ; 28.10-4.11.2003 г. – 23 СЦ);
– развитие текущего солнечного цикла идет по схеме развития, подобной циклам 12 и 16, и знаменует собой наступление II эпохи "пониженной" СА; 25 СЦ будет выше текущего с W*~110±10;
– СЦ 24–28 составят очередную эпоху "пониженной" СА с реализацией циклов низкой и средней величины.



Семинар N 647

Вторник, 17 октября 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


1. Ю.В. Думин (ГАИШ). Отчет о работе за пять лет в связи с конкурсным избранием на должность старшего научного сотрудника.

2. Л.С. Леденцов (ГАИШ). Новости с конференций:
а) 15th European Solar Physics Meeting, Будапешт, Венгрия, 4-8 сентября 2017г.;
б) Международная байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике "Физические процессы в космосе и околоземной среде", Иркутск, Россия, 11-16 сентября 2017г.;
в) Russian-British Seminar of Young Scientists "Dynamical plasma processes in the heliosphere: from the Sun to the Earth", Иркутск, Россия, 18-21 сентября 2017г.;
г) Sao Paulo School of Advanced Science on High Energy and Plasma Astrophysics in the CTA Era (SPSAS-HighAstro), Сан-Пауло, Бразилия, 21-31 мая 2017г.

3. П.А. Грицык (ГАИШ). Новости с конференции:
а) IAUS335: Space Weather of the Heliosphere Processes and Forecasts, Эксетер, Англия, 17-21 июля 2017г.



Семинар N 646

Вторник, 10 октября 2017г., 15:20; конференц-зал ГАИШ


А.Г. Тлатов (Кисловодская Горная астрономическая станция ГАО РАН).
Прогноз параметров космической погоды на основе национальных данных наблюдений солнечной активности

Рассмотрены перспективы создания системы прогноза параметров космической погоды (КП), на основе наземных национальных средств наблюдений солнечной активности. Прогноз космической погоды можно условно разбить на три составляющие: 1) прогноз рекуррентных, медленно меняющихся, событий, связанных с топологией крупномасштабного магнитного поля; 2) оценка потоков УФ и жесткого излучения и 3) наблюдения быстропротекающих явлений, таких как солнечные вспышки и эруптивные процессы, и прогноз их последствий на орбите Земли. Для реализации прогноза рекуррентных событий в настоящее время эффективно применяются данные регулярных наблюдений крупномасштабного поля Солнца на телескопах-магнитографах оперативного прогноза СТОП. Для оценки потоков жесткого излучения, а также для регистрации эруптивных событий и оценки их геоэффективности могут использоваться данные патрульных оптических телескопов-спектрографов. Патрульные телескопы работают в автоматическом режиме, обеспечивая регистрацию процессов со скважностью около 1 минуты. Для детектирования эруптивных процессов предложен метод, основанный на разности интенсивности в крыльях хромосферных спектральных линий. В работе рассмотрены результаты применения наблюдательного комплекса Кисловодской Горной астрономической станции для прогноза КП.