П’ятихвилинні коливання в локальних сонячних утвореннях: гранулах, порулах, плямах
Результати наземних та космічних спостережень та теоретичне моделювання п'ятихвилинних коливань інтенсивності, швидкості та магнітного поля у локальних сонячних утвореннях – гранулах, міжгранулах і плямах. Вплив хвильових рухів на асиметрію контуру.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 12.07.2014 |
| Размер файла | 44,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Врахування внеску обох мод дає можливість відтворити спостережувані амплітуди коливань магнітного поля і їх зменшення в напрямку від центру до границі тіні плями.
Спостережувані коливання є суперпозицією справжніх коливань дB і коливань, спричинених ефектами непрозорості. У центрі тіні, найбільший внесок у спостережувані дB дають коливання через ефекти непрозорості атмосфери, спричинені повільною магніто-акустичною модою. Складова сигналу дB, спричинена справжніми коливаннями збільшується в напрямку до границі тіні.
Зазначимо, що застосована нами модель розповсюдження коливань не потребує вільних параметрів. Для того, щоб пояснити спостережувану поведінку коливань магнітного поля, необхідно лише мати у розпорядженні незбурену модель атмосфери і значення променевих швидкостей (отримані із спостережень) і задати вагу однієї з двох магніто-акустичних мод.
ВИСНОВКИ
У дисертації викладені результати, отримані на основі наземних та космічних спостережень, а також теоретичного моделювання 5-хвилинних коливань інтенсивності, швидкості та магнітного поля у локальних сонячних утвореннях - гранулах, міжгранулах і плямах. Основні результати наших досліджень можуть бути узагальнені в такий спосіб:
1. На основі спостережень з високою просторовою і часовою роздільними здатностями проведено дослідження форми бісекторів лінії FeI л532.4 нм, зумовленої хвильовими рухами. На прикладі цієї лінії, вперше показано, що звукові хвилі помітно деформують контури спектральних ліній. Асиметрія спостережуваного профілю лінії змінюється з часом і збільшується при переході від крила лінії до її ядра; розкид зсувів центру лінії знаходиться в межах 1 пм. Виконане моделювання впливу хвилі на профіль лінії FeI л532.4 нм у тривимірній моделі конвекції сонячної атмосфери дає задовільне узгодження зі спостереженнями. Асиметрія синтезованого профілю лінії, викликана хвильовими рухами збільшується від крил до ядра і розкид зсувів центра лінії має таку ж величину, що й у спостереженнях. У випадку спостережень з високою просторовою і часовою роздільними здатностями, не можна нехтувати асиметрією, спричиненою хвилями, тому що вона порівнянна з асиметрією, що спричиняється конвективними рухами.
2. Проведено статистичний аналіз коливань швидкості та інтенсивності над гранулами і міжгранульними проміжками, спостережуваними в різних спектральних лініях і різними методами. Показано, що на висотах утворення досліджуваних спектральних ліній збільшення амплітуди коливань і швидкості, і інтенсивності в залежності від спектральної лінії та періоду коливань може спостерігатись як над міжгранулами, так і над гранулами. Різниця в амплітудах і фазах коливань над гранулами і міжгранулами має місце на усіх досліджуваних висотах у фотосфері. У випадку лінії FeI л639.3 нм різниця в амплітудах над цими утвореннями постійна з висотою, у випадку лінії FeI л532.4 нм - різниця з висотою збільшується.
Висотна зміна фази коливань швидкості в гранулі менша, ніж у міжгранулі, тобто хвиля в гранулі ближче до стоячої. Спостереження в різних лініях приводять до однакових результатів. У той же час, зсув фаз між коливаннями швидкості та інтенсивності ц(V, I) над гранулами і міжгранулами залежить не тільки від висоти в атмосфері, але й від спектральної лінії. Знайдено, що на висотах близько 500 км, де утворюються центральні інтенсивності ліній нейтрального заліза FeI л532.4 і FeI л639.3 нм, значення ц(V, I) більше над гранулами. Така ж залежність спостерігається і для коливань MDI параметрів б і Idepth, отриманих з лінії NiI л676.8 нм. На висотах 0 - 400 км у лінії FeI л639.3 нм і в лінії FeII л523.4 нм спостерігається протилежна залежність. Наскільки нам відомо, дослідження зсувів фаз коливань окремо над гранулами і міжгранулами, а також систематичне дослідження властивостей коливань над цими структурами з висотою раніше не проводилось.
3. Виконано моделювання розповсюдження акустико-гравітаційних хвиль в атмосфері з врахуванням конвективної структури. Таке моделювання для 5-хвилинних коливань було проведено вперше. Модуляція 5-хвилинних коливань атмосферою приводить до збільшення амплітуд коливань швидкості й інтенсивності над міжгранулами в порівнянні з їх значеннями над гранулами. Коливання отримані із синтезованих профілів лінії FeI л532.4 нм, мають більші амплітуди над міжгранульними проміжками, ніж над гранулами на усіх висотах у фотосфері. Крім зміни амплітуди, модуляція 5-хвилинних коливань дозволяє якісно пояснити наступні ефекти, що спостерігаються:
зменшення періоду хвилі, що розповсюджується вверх, у гранулах та його збільшення в міжгранульних проміжках, отримане зі спостережень лінії FeI л532.4 нм;
більш велику зміну фаз коливань швидкості з висотою в міжгранульних проміжках у порівнянні з гранулами;
різницю в зсувах фаз між коливаннями інтенсивності і швидкості ц(V, I) над гранулами і міжгранулами, що спостерігається для ліній FeI л532.4 і NiI л676.8.
Модуляція 5-хвилинних коливань атмосферою може бути додатковим чи альтернативним механізмом при інтерпретації різниці у властивостях коливань над гранулами і міжгранульними проміжками.
4. Для інтерпретації коливань магнітного поля, спостережуваних в сонячних плямах, було розвинуто новий метод моделювання розповсюдження хвиль у стратифікованій замагніченій атмосфері, який дозволяє прийняти до уваги нахил магнітного поля та його вертикальний градієнт. За допомогою цієї моделі синтезовано теоретичну часову серію коливань магнітного поля, яка вперше може бути безпосередньо порівняна зі спостереженнями. Амплітуди коливань магнітного поля, отримані при моделюванні, мають такий же порядок величини, як і спостережувані, що не могло очікуватися a priori і тому дає нам впевненість у наших результатах. Показати, що спостережувані коливання є суперпозицією справжніх коливань дB і коливань, спричинених ефектами непрозорості сонячної атмосфери. У центрі тіні, найбільший внесок у спостережувані коливання магнітного поля дB дають коливання через ефекти непрозорості атмосфери, спричинені повільною магніто-акустичною модою. Складова сигналу дB, спричинена справжніми коливаннями (швидкою магніто-акустичною модою), збільшується в напрямку від центру до границі тіні плями.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ
1. Хоменко, Е. В. Фазовые характеристики локальных пятиминутных колебаний Солнца // Кинематика и физика небес. тел - 1999. - Т. 15, № 2. - С.145 -152
2. Хоменко, Е. В. Локальные осцилляции и их модификация в неоднородной солнечной атмосфере // Кинематика и физика небес. тел - 2002. - Т. 18, № 6. - С. 559 - 573
3. Костык, Р. И., Хоменко, Е. В. Влияние звуковых волн на профили спектральных линий в атмосфере солнца: наблюдения и теория // Астроном. Ж. - 2002. - Т. 46, № 12. - С. 925 - 931
4. Khomenko, E. The local five-minute oscillations in granules and intergranular lanes: observations and theory // Kinematics and Physics of Celestial Bodies Suppl. Series. - 2001. - Vol. 200. - P. 456 - 457
5. Khomenko, E. V., Kostik, R. I., and Shchukina, N. G. Five-minute oscillations above granules and intergranular lanes // Astron. Astrophys. - 2001. - Vol. 369. - P. 660 - 671
6. Khomenko, E. V., Kostik, R. I., and Shchukina, N. G. Five-minute oscillations above granules and intergranular lanes // Kinematics and Physics of Celestial Bodies Suppl. Series. - 2001. - Vol. 200. - P. 431-436
7. Khomenko, E. V., Collados, M., and Bellot Rubio, L. R. Magnetoacoustic waves in a stratified magnetic atmosphere // Il Nuovo Cimento. - 2002. - Vol 25. - P. 615 - 623
8. Khomenko, E. V., Collados, M., and Bellot Rubio L. R. Magneto-acoustic waves in sunspots // Astrophys. J. - 2003. - Vol. 588, № 1. - P. 606-619
9. Хоменко, О. В. Фазові характеристики п'ятихвилинних коливань сонячної атмосфери // Труды II научной конференции “Вибрані питання астрономії та астрофізики”. - Львів: Університет - 1998. - С. 70 - 72
10. Khomenko, E. Comparision of observed and theoretical amplitudes of oscillations above granules and intergranular lanes // Recent Insights into the Physics of the Sun and Heliosphere - Highlights from SOHO and Other Space Missions / Eds. P. Brekke, B. Fleck, and J. B. Gurman. - Astron. Soc. Pac. Conf. Series. - 2001. - Vol. 200. - P. 192 - 194
11. Khomenko, E. Phases of the 5-min photospheric oscillations above granules and intergranular lanes // The Dynamic Sun / Eds. A. Hanslmeier, M. Messerotti, and A. Veronig. - Dordrecht: Kluwer. - 2001. - P. 275 - 278
12. Khomenko, E. Simulation of the wave propagation in the 3D solar atmosphere // Helio- and Astroseismology at the Dawn of the Millenium / Ed. A. Wilson. - ESA SP. - 2001. - Vol. 464. - P. 589 - 594
13. Kostik, R., Shchukina, N., and Khomenko, E. Interaction of Granulation with 5-min Photospheric Oscillation // Magnetic Fields and Solar Processes / Ed. A. Wilson - Proc. 9th European Meeting on Solar Physics. - ESA-SP. - 2000. - Vol. 448. - P. 319 - 324
14. Shchukina, N. and Khomenko, E. Simulation of temporal variations of the solar line FeI 532.4185 nm by the 5-minute oscillations // Proc. 11th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems and the Sun / Eds . in R. G. Lopez, R. Rebolo, and M. Z. Osorio. - Astron. Soc. Pac. Conf. Series. - 2001. - Vol. CS-223. - CD-680
СПИСОК ЦИТОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
15. Kostik, R.I. and Orlova T.V. On the asymmetry of the selected fraunhofer lines, II // Solar Phys. - 1974. - Vol. 36. - P. 279 - 285
16. Hanslmeier A., Kucera. A., Rybak, J., Wohl H The location of the solar oscillations in the photosphere // The Dynamic Sun / Eds. A. Hanslmeier, M. Messerotti, and A. Veronig. - Dordrecht: Kluwer. - 2001. - P. 267 - 270
17. Lighthill, M. J. On sound generated aerodynamically. I. General theory // Proc. R. Soc. London A. - 1952. - Vol. 211. - P. 564 - 587
18. Goldreich, P. and Kumar, P. The interaction of acoustic radiation with turbulence // Astrophys. J. - 1988. - Vol. 326. - P. 462 - 468
19. Goldreich, P. and Kumar, P. Wave generation by turbulent convection // Astrophys. J. - 1990. - Vol. 363. - P. 694 - 704
20. Brown, T. M. Excitation of the solar p-modes by turbulent stress // Astrophys. J. - 1991. - Vol. 371. - P. 396 - 401
21. Goode, P. R., Gough, D., and Kosovichev, A. Localized excitation of solar oscillations // Astrophys. J. - 1992. - Vol. 387. - P. 707 - 711
22. Goode, P. R., Strous, L. H., Rimmele, T. R., and Stebbins, R. T. On the origin of solar oscillations // Astrophys. J. - 1998. - Vol. 495. - L27 - L30
23. Brown, T. M., Bogdan, T. J., Lites, B. W., and Thomas, J. H. Localized sources of propagating acoustic waves in the solar photosphere // Astrophys. J. - 1992. - Vol. 394. - L65 - L68
24. Espagnet, O., Muller, R., Roudier, T., Mein, P., Mein, N., and Malherbe, J. M. Spatial relation between the 5-minute oscillations and granular patterns // Astron. Astrophys. - 1996. - Vol. 313. - P. 297 - 305
25. Rimmele, T. R., Goode, P. R., Harold, E., and Stebbins, R. T. Dark lanes in granulations and the excitation of solar oscillations // Astrophys. J. - 1995. - Vol. 444. - L119 - L122
26. Kiefer, M., Stix, M., and Balthasar, H. Wave modulation and wave sources in the solar convective zone // Astron. Astrophys. - 2000. - Vol. 359. - P. 1175 - 1184
27. Hoekzema, N. M., Brandt, P. N., and Rutten, R. J. Small scale topology of solar atmospheric dynamics III. Granular persisrence and photospheric wave amplitudes // Astron. Astrophys. - 1998. - Vol. 333. - P. 322 - 332
28. Stix, M. and Zhugzhda, Y. D. Waves in structured media: non-radial solar p-modes // Astron. Astrophys. - 1998. - Vol. 335. - P. 685 - 690
29. Stix, M. Modulation of Acoustic Waves by Solar Convection // Solar Phys. - 2000. - Vol. 196. - P. 19 - 27
30. Lites, B. W., Thomas, J. H., Bogdan, T. J., and Cally, P. S. Velocity and magnetic field fluctuations in the photosphere of a sunspot // Astrophys. J. - 1998. -Vol. 497. - P. 464 - 482
31. Rьedi, I., Solanki, S. K., Stenflo, J., Tarbell, T., and Scherrer, P. H. Oscillations of sunspot magnetic field // Astron. Astrophys. - 1998. -Vol. 335. - L97 - L100
32. Bellot Rubio, L. R., Collados, M., Ruiz Cobo, B., and Rodrнguez Hidalgo, I. Oscillations in the photosphere of a sunspot umbra from the inversion of infrared stokes profiles // Astrophys. J. - 2000. - Vol. 534. - P. 989 - 996
33. Balthasar, H. Temporal fluctuations of the magnetic field in sunspots // Solar Phys. - 1999. - Vol. 187. - P. 389 - 403
34. Norton, A. A., Ulrich, R. K., Bush, R. I., and Tarbell, T. D. Characteristics of magnetohydrodynamic oscillations observed with the michelson doppler imager // Astrophys. J. - 1999. - Vol. 518. - L123 - L126
35. Horn, T., Staude, J., and Landgraf, V. Observations of sunspot umbral oscillations // Solar Phys. - 1997. -Vol. 172. - P. 69 - 76
36. Title, A. M., Tarbell, T. D., Topka, K. P., Ferguson, S. H., Shine, R. A., and the SOUP Team Statistical properties of solar granulation derived from the SOUP instrument on Spacelab 2 // Astrophys. J. - 1989. - Vol. 336. - P. 475 - 494
37. Asplund, M., Nordlund, Е., Trampedach, R., Allende Prieto, C., and Stein, R. F. Line formation in solar granulation. I. Fe line shapes, shifts amd asymmetries // Astron. Astrophys. - 2000. - Vol. 359. - P. 729 - 742
38. Mihalas, D. and Mihalas, B. W. Foundations of Radiation Hydrodynamics // Oxford University Press / Oxford. - 1984. - 718 P.
39. Mihalas, B. W. and Toomre, J. Internal gravity waves in the solar atmosphere. II. Effects of radiative damping // Astrophys. J. - 1982. - Vol. 263. - P. 386 - 408
40. Shchukina, N. G. and Trujillo Bueno, J. The Iron Line Formation Problem in Three-dimensional Hydrodynamic Models of Solar-like Photospheres // Astrophys. J. - 2001. - Vol. 550. - P. 970 - 990
41. Eriksen G. and Maltby P. The effect of progressive sound waves on the profiles of stellar spectral lines // Astrophys. J. - 1967. Vol. 148. - P. 833 - 844
42. Костык, Р. И. Влияние бегущей звуковой волны на профили спектральных линий. I // Астрометрия и астрофизика. - 1973. - Т. 18. - С. 94 - 99
43. Ruiz Cobo, B. and del Toro Iniesta, J.C. // Astrophys. J. - 1992. - Vol. 398. - P. 375
44. Leighton, R. B., Noyes, R. W., and Simon, G. W. Velocity Fields in the Solar Atmosphere. I. Preliminary Report // Astrophys. J. - 1982. -Vol. 135. - P. 474
45. Nigam, R. and Kosovichev, A. G. Source of solar acoustic modes // Astrophys. J. - 1999. - Vol. 514. - L53-L56
46. Stein, R. F. and Nordlund, A. Solar oscillations and convection. II. Excitation of radial oscillations // Astrophys. J. - 2001. - Vol. 546. - P.585-603
47. Rast, M. P. The thermal starting plume as an acoustic source // Astrophys. J. - 1999. - Vol. 534. - P.462-468
48. Strous, L. H., Goode, P. R., and Rimmele, T. R. The Dynamics of the Excitation of Solar Oscillations // Astrophys. J. - 2000. - Vol. 535. - P.1000-1013
49. Zhugzhda, Y. D., and Dzhalilov, N. S. Mangeto-acoustic-gravity waves on the Sun. I. Exact solution for an oblique magnetic field // Astron. Astrophys. - 1984. - Vol. 132. - P.45-51
50. Stebbins, R. T. and Goode, P. R. Waves in the solar photosphere // Solar Phys. - 1987. - Vol. 110. - P.237-253
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основні параметри сонячних перетворювачів. Сучасний стан нормативного забезпечення випробувань сонячних елементів та колекторів. Комбіновані теплофотоелектричні модулі, відображення сигналу на екрані осцилографа. Відображення форм хвилі постійного струму.
курсовая работа [11,0 M], добавлен 26.06.2019Переваги та недоліки сонячних електростанцій різних типів, перспективні технології для покращення роботи як сонячних елементів, так і сонячних електростанцій. Аналіз розвитку малої енергетики у світі та в Україні на основі відновлюваних джерел енергії.
статья [635,5 K], добавлен 22.02.2018Закон повного струму. Рівняння Максвелла для циркуляції вектора напруженості магнітного поля. Використання закону для розрахунку магнітного поля. Магнітний потік та теорема Гаусса. Робота переміщення провідника із струмом і контуру у магнітному полі.
учебное пособие [204,9 K], добавлен 06.04.2009Вплив зовнішнього магнітного поля на частоту та добротність власних мод низькочастотних магнітопружних коливань у зразках феритів та композитів з метою визначення магнітоакустичних параметрів та аналізу допустимої можливості використання цих матеріалів.
автореферат [1,4 M], добавлен 11.04.2009Аналіз підходу до вивчення коливань, заснованого на спільності рівнянь, що описують коливальні закономірності і дозволяють виявити глибокі зв'язки між різними явищами. Вільні одномірні коливання. Змушені коливання. Змушені коливання при наявності тертя.
курсовая работа [811,5 K], добавлен 22.11.2010Енергія гармонічних коливань та додавання взаємно перпендикулярних коливань. Диференціальне рівняння затухаючих механічних та електромагнітних поливань і його рішення, логарифмічний декремент затухання та добротність. Вимушені коливання та їх рівняння.
курс лекций [3,0 M], добавлен 24.01.2010Гармонічні коливання однакового напрямку і однакові частоти та биття. Циклічні частоти, значення амплітуди. Додавання взаємно перпендикулярних коливань та фігури Ліссажу. Диференціальне рівняння вільних затухаючих коливань та його розв’язування.
реферат [581,6 K], добавлен 06.04.2009Природа і спектральний склад сонячного світла, характер його прямого та непрямого енергетичного перетворення. Типи сонячних елементів на основі напівпровідникових матеріалів. Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2014Методика складання диференціального рівняння вимушених коливань. Амплітуда та фаза вимушених коливань (механічних і електромагнітних). Сутність і умови створення резонансу напруг у електричному ланцюзі. Резонансні криві та параметричний резонанс.
реферат [415,2 K], добавлен 06.04.2009Поняття гармонічних коливань, їх сутність та особливості, основні характеристики та відмінні риси, необхідність вивчення. Різновиди гармонічних коливань, їх характерні властивості. Гармонічний осцилятор як диференційна система, різновиди, призначення.
реферат [529,1 K], добавлен 06.04.2009Поняття та загальна характеристика індукційного електричного поля як такого поля, що виникає завдяки змінному магнітному полю (Максвел). Відмінні особливості та властивості індукційного та електростатичного поля. Напрямок струму. Енергія магнітного поля.
презентация [419,2 K], добавлен 05.09.2015Історія магнітного поля Землі, його формування та особливості структури. Гіпотеза походження та роль даного поля, існуючі гіпотези та їх наукове обґрунтування. Його характеристики: полюси, меридіан, збурення. Особливості змін магнітного поля, індукція.
курсовая работа [257,4 K], добавлен 11.04.2016Закони електромагнітної індукції. Демонстрування явища електромагнітної індукції та самоіндукції. Роль магнітних полів у явищах , що виникають на Сонці та у космосі. Електромагнітні коливання. 3.2 Умови виникнення коливань. Формула гармонічних коливань.
учебное пособие [49,2 K], добавлен 21.02.2009Введення в електродинаміку уявлення про дискретності електричних зарядів. Визначення напряму вектора сили Лоренца. Траєкторія руху зарядженої частинки. Дія магнітного поля на заряджені частки. Складові вектору швидкості: прямолінійний рух, рух по колу.
презентация [107,8 K], добавлен 27.12.2012Використання сонячних систем гарячого водопостачання в умовах півдня України. Проектування сонячної системи гарячого водопостачання головного корпусу ЧДУ ім. Петра Могили та вибір режиму її експлуатації. Надходження сонячної енергії на поверхню Землі.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.10.2011Використання фізичного маятника з нерухомою віссю обертання античними будівельниками. Принцип дії фізичного маятника. Пошук обертаючого моменту. Період коливань фізичного маятника та їх гармонійність. Диференціальне рівняння руху фізичного маятника.
реферат [81,9 K], добавлен 29.04.2010Магнітні властивості композиційних матеріалів. Вплив модифікаторів на електропровідність композитів, наповнених дисперсним нікелем і отверджених в магнітному полі. Методи розрахунку діелектричної проникності. Співвідношення Вінера, рівняння Ліхтенекера.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 18.06.2013Математичний маятник та матеріальна точка. Перевірка справедливості формули періоду коливань математичного маятника для різних довжин маятника і різних кутів відхилення від положення рівноваги. Механічні гармонічні коливання та умови їх виникнення.
лабораторная работа [89,0 K], добавлен 20.09.2008Характеристика обертального моменту, діючого на контур із струмом в магнітному полі. Принцип суперпозиції магнітних полів. Закон Біо-Савара-Лапласа і закон повного струму та їх використання в розрахунку магнітних полів. Вихровий характер магнітного поля.
лекция [1,7 M], добавлен 24.01.2010Теорія вихрових рухів та закономірності динаміки точкових вихорів на необмеженій площині в ідеальній нев’язкій рідині. Вплив кількості точкових вихорів однакової інтенсивності на розташування і стійкість стаціонарних та рівномірно-обертових конфігурацій.
автореферат [50,5 K], добавлен 16.06.2009
