Солнечные вспышки и корональные выбросы массы: новые подходы к исследованию

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-12-00308

НазваниеСолнечные вспышки и корональные выбросы массы: новые подходы к исследованию

Руководитель Мельников Виктор Федорович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория Российской академии наук , г Санкт-Петербург

Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-703 - Солнце и Солнечная система

Ключевые слова Космическая погода, Солнце, активные области, электрические токи, динамика плазмы, магнитные жгуты, волокна, вспышки, СМЕ, микроволновое излучение, радиотелескопы, радиодиагностика

Код ГРНТИ41.21.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы взрывной диссипации свободной магнитной энергии, накапливаемой в активных областях на Солнце. Решение этой проблемы будет осуществляться путем решения актуальных задач, связанных общей концепцией о важной роли электрических токов, электрических полей, равновесия и динамики корональных магнитоплазменных структур, магнитогидродинамических (МГД) и кинетических неустойчивостей в изучаемых явлениях. Первая задача направлена на решение фундаментального вопроса о динамике магнитного поля в корональных вспышечных петлях, в частности, о скорости изменения его напряженности. Эта задача имеет прямое отношение к скорости диссипации свободной магнитной энергии и, соответственно, электрических токов. Для её решения будут использованы новые прорывные подходы к диагностике коронального магнитного поля, недоступные ранее в солнечной физике. Эти подходы основаны, главным образом, на: 1) спектральных наблюдениях солнечных вспышечных петель в микроволновом диапазоне с высоким пространственным и временным разрешением на недавно пущенном в строй многочастотном Сибирском радиогелиографе - СРГ (Алтынцев и др. СЗФ 2020, 6, 2, 37); 2) развитом в последнее время автоматизированном методе определения параметров плазмы вспышечных петель на основе развитой теории гиросинхротронного излучения, данных микроволновых наблюдений и быстрых компьютерных программ, позволяющих фитировать расчетные и наблюдаемые спектры микроволнового излучения (Fleishman et al. 2009; Morgachev et al. 2014). Применение этого метода к солнечной вспышке 06.09.2017 (Fleishman et al., 2020, Science, 367, 278) выявило неожиданно большую скорость уменьшения магнитного поля в области наиболее яркого микроволнового источника излучения в этой вспышке, что позволило авторам сделать заключение о высокой скорости диссипации магнитной энергии, способной привести к возникновению супер-драйсеровского электрического поля и к очень эффективному нагреву плазмы и ускорению частиц. В нашем проекте данный подход будет применен к анализу целого ряда солнечных вспышек, которые будут зарегистрированы Сибирским радиогелиографом на восходящей ветви 25 цикла солнечной активности (2022-2024гг). Вторая задача связана с первой и направлена на теоретическое исследование вопросов о физических причинах диссипации свободной магнитной энергии в активных областях на Солнце, а также о природе МГД неустойчивостей, являющихся триггером солнечных вспышек и выбросов горячей плазмы. Будет исследована эффективность диссипации электрических токов в магнитных трубках и вспышечных петлях, приводящей к мощному локальному нагреву фотосферы и хромосферы, а также к ускорению частиц. Будут исследованы поведения волокон и вспышечных петель при изменениях величины и пространственного распределения электрического тока в них. Усиление электрического тока в токонесущих волокнах является одной из важных причин активизации солнечных волокон и протуберанцев, формирующих ядра выбросов коронального вещества (КВМ). В частности, с уменьшением электрического тока мы связываем наблюдаемые сокращения размеров токонесущих вспышечных петель. Третья задаче также связана с первой и направлена на исследование механизмов ускорения и транспорта частиц и их микроволновую диагностику. Будут развиты новые подходы к механизмам ускорения частиц, которые связаны с индукционными электрическими полями, возникающими в основаниях магнитных трубок и петель из-за развития, в частности, неустойчивости Рэлея-Тейлора, что приводит к генерации электрических полей, достигающих иногда драйсеровских значений. Для диагностики области ускорения электронов и питч-угловой анизотропии ускоренных электронов во вспышечных петлях будет применён оригинальный метод микроволновой диагностики, основанный на численном решении нестационарного кинетического уравнения Фоккера-Планка для неоднородной вспышечной магнитной петли. В изучении динамики быстрых электронов будет учтено взаимодействие «волна-частица», определяющее спектры ускоренных частиц и излучений. Надёжное определение энергетического спектра электронов и их питч-углового распределения в радиоисточнике позволит более точно диагностировать магнитное поле, определять уменьшается оно или растет в области вспышечного энерговыделения, что крайне важно для верификации различных механизмов вспышек. Научные результаты предлагаемого исследования позволят глубже понять природу солнечных и звёздных вспышек, эрупции волокон и протуберанцев, усовершенствовать теоретические основы прогноза геоэффективных солнечных явлений и других явлений космической погоды, способных оказать значительное негативное влияние на работу космических аппаратов и наземных энергетических систем, на климатические изменения, на состояние здоровья людей.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бакунина И.А., Мельников В.Ф., Шаин А.В., Абрамов-Максимов В.Е. Analysis of the Preflare Phase of Eruptive and Noneruptive Flares Using Data on the Spatial Dynamics of Coronal Magnetic Structures and their Microwave and Ultraviolet Emission Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 62, No. 8, pp. 1066–1072. © Pleiades Publishing, Ltd., 2022 (год публикации - 2022)
10.1134/S0016793222080047

2. Филатов Л.В., Мельников В.Ф. Additional Stochastic Acceleration of Nonthermal Electrons during their Interaction with Whistler Turbulence in Flare Loops Geomagnetism and Aeronomy, ISSN 0016-7932, Geomagnetism and Aeronomy, 2022, Vol. 62, No. 8, pp. 1059–1065. © Pleiades Publishing, Ltd., 2022 (год публикации - 2022)
10.1134/S0016793222080102

3. Цап Ю.Т., Степанов А.В., Копылова Ю.Г. On the kink Instability of twisted coronal loops: nonneutralized electric current The Astrophysical Journal, Vol. 939, id:114 (7pp), 2022 November 10, © 2022. The Author(s). Published by the American Astronomical Society (год публикации - 2022)
10.3847/1538-4357/ac9833

4. Зайцев В.В., Степанов А.В. Two Populations of Magnetic Loops in the Atmosphere of the Brown Dwarf TVLM 513–46546 Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 62, No. 8, pp. 1078–1084 © Pleiades Publishing, Ltd., 2022. (год публикации - 2022)
10.1134/S0016793222080254

5. Зайцев В.В., Куприянова Е.Г., Степанов А.В. Cowling resistivity and Joule dissipation in the solar atmosphere PoS - Proceedings of Science, Copyright owned by the author(s) under the term of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. (год публикации - 2022)
10.22323/1.425.0052

6. Смирнов Д.А., Моргачев А.С., Мельников В.Ф. Развитие метода автоматизированной радиодиагностики динамики магнитного поля во вспышечных петлях солнца для применения к многочастотным наблюдениям Труды XXVI Научной конференции по радиофизике, ННГУ, 2022, сс.183-186, Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского, 2022 (год публикации - 2022)

7. Цап Ю.Т., Степанов А.В., Копылова Ю.Г., Ханейчук О.В. On the Origin of Long-Period Alfvén Waves in the Solar Corona Geomagnetism and Aeronomy, 2022, Vol. 62, No. 8, pp. 997–1000. © Pleiades Publishing, Ltd., 2022 (год публикации - 2022)
10.1134/S0016793222080217

8. Зайцев В.В., Степанов А.В., Куприянова Е.Г. Диссипация электрического тока в атмосфере Солнца: роль нейтральной компоненты плазмы Труды XXVI Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца «Солнечная и солнечно-земная физика – 2022». Санкт-Петербург, Пулково, 3–7 октября 2022 г., С.111—114, ГАО РАН (год публикации - 2022)
10.31725/0552-5829-2022-111-114

9. Мешалкина Н.С., Мельников В.Ф. Расширение и сжатие системы вспышечных петель во время вспышки 15.01.2022 по данным в ультрафиолетовом и микроволновом диапазонах Труды ССЗФ-2022, ГАО РАН, Санкт-Петербург, С. 327– 330, ГАО РАН (год публикации - 2022)
10.31725/0552-5829-2022-327-330

10. Емельянов Н. А., Кочаровский Вл. В. Вейбелевская неустойчивость в корональной арке: Аналитические оценки и PIC-моделирование Тезисы докладов (НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ– 2022, XX научная школа, 7 – 13ноября 2022года, Нижний Новгород), CC.94-95. ИПФ РАН, Нижний Новгород (ISBN 978-5-8048-0118-3) (год публикации - 2022)

11. Смирнова В.В., Цап Ю.Т., Елинек П., Карлицкий М. Transverse oscillations of a quiescent solar filament observed at the 304 Å EUV passband Advances in Space Research, V. 70 (2022) PP. 3257–3262. 2022 COSPAR. Published by Elsevier B.V. (год публикации - 2022)
10.1016/j.asr.2022.08.064

12. Зайцев В.В., Степанов А.В., Куприянова Е.Г. On the Role of the Neutral Plasma Component in the Electric Current Dissipation and the Formation of a Transition Region in the Solar Atmosphere Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 63, No. 7, pp.947-952. © Pleiades Publishing, Ltd., 2023. (год публикации - 2023)
10.1134/S0016793223070319

13. Зайцев В.В., Степанов А.В. Diagnostics of flare loop parameters in shrinkage and ascent stages using radio, X-ray, and UV emission Universe, Vol. 9, issue 6, pp.261-268 (год публикации - 2023)
10.3390/universe9060261

14. Цап Ю.Т., Мельников В.Ф. Температура столкновительной плазмы и бетатронное ускорение квазитепловых электронов в солнечных вспышках Письма в Астрономический журнал, ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2023, том 49,№4, с. 289–298 (год публикации - 2023)
10.31857/S0320010823040058

15. Мельников В.Ф. , Мешалкина Н.С. Expansion and Compression of a Flare Loop System during the Flare on January 15, 2022 According to Ultraviolet and Microwave Data Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2023, Vol. 63, No. 7, pp. 192–199, © Pleiades Publishing, Ltd., 2023 (год публикации - 2023)
10.1134/S0016793223070162

16. Бакунина И.А., Мельников В.Ф., Кузнецов С.А., Abramov-Maximov В.Е. Magnetic Flux Ropes in Active Regions with M-Class Flares Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2023, Vol. 63, No. 8, pp. 44–56 (год публикации - 2023)
10.1134/S0016793223080030

17. Филатов Л.В., Мельников В.Ф. Acceleration of Nonthermal Electrons in Coordinated Interaction with Whistler Turbulence in a Flare Loop Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2023, Vol. 63, No. 8, pp. 1079–1085, © Pleiades Publishing, Ltd., 2023 (год публикации - 2023)
10.1134/S0016793223070071

18. Цап Ю.Т., Степанов А.В., Копылова Ю.Г. Sub-Terahertz Radiation Features from the Flare of Proxima Cen Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2023, Vol. 63, No. 7, pp. 937–941. © Pleiades Publishing, Ltd., 2023 (год публикации - 2023)
10.1134/S001679322307023X

19. Емельянов Н. А. , Кочаровский Вл.В. Вейбелевская неустойчивость во внешнем магнитном поле: аналитические оценки Известия вузов. Радиофизика, Radiophysics and Quantum Electronics. 66, 664–678 (2024). (год публикации - 2023)
10.1007/s11141-024-10326-7

20. Цап Ю.Т., Копылова Ю.Г. Граничные условия и МГД-равновесие бессиловых магнитных жгутов Известия Крымской астрофизической обсерватории, Известия Крымской астрофизической обсерватории, т. 119, № 3, 5–10 (год публикации - 2023)
10.34898/izcrao-vol119-iss3-pp5-10

21. Смирнова В.В., Цап Ю.Т., Рыжов В.С., Моторина Г.Г., Моргачев А.С., Барта М. The Flare Emission of the May 4, 2022 Event and Its Millimeter Component Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2023, Vol. 63, No. 5, pp. 527–535 (год публикации - 2023)
10.1134/S0016793223600558

22. Емельянов Н.А., Кочаровский Вл.В. Alfv´en pulse at chromospheric footpoints of magnetic loops and generation of the super-Dreicer electric field Preprint ArXiv, ArXiv preprint ArXiv:2412.06463v1 (год публикации - 2024)
10.48550/arXiv.2412.06463

23. Цап Ю.T., Степанов А.В., Копылова Ю.Г. Dreicer Electric Field Definition and Runaway Electrons in Solar Flares Research in Astronomy and Astrophysics, Volume 24, Number 2, id.025015, 5 pp. (год публикации - 2024)
10.1088/1674-4527/ad1bd5

24. Зайцев В.В., Степанов А.В., Куприянова Е.Г. Features of the Joule Dissipation in the Solar Atmosphere Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2024, V. 64, No. 8. (© Pleiades Publishing, Ltd., 2024) (год публикации - 2024)
10.1134/S001679322470030

25. Зайцев В.В., Степанов А.В., Куприянова Е.Г. To the origin of the sunspot light bridges Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2024, V. 64, No.8, pp. . (© Pleiades Publishing, Ltd., 2024) (год публикации - 2024)
10.1134/S001679322470021X

26. Зайцев В.В., Степанов А.В. Быстрые рентгеновские предвестники солнечных вспышек Труды XXVIII Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца “Солнечная и солнечно-земная физика - 2024”, 7-11 октября 2024 года, Санкт-Петербург, ГАО РАН, Труды XXVIII Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца “Солнечная и солнечно-земная физика - 2024”, 7-11 октября 2024 года, Санкт-Петербург, ГАО РАН, ред. А.В. Степанов и Ю.А. Наговицын. С.123-126 (год публикации - 2024)
10.31725/0552-5829-2024-123-126

27. Цап Ю.Т., Копылова Ю.Г. Solar Flares in White Light and Heating of the Solar Photosphere by Alfvén Waves Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 64, No. 7, pp. 121–125 (© Pleiades Publishing, Ltd., 2024) (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.1134/S0016793224700178

28. Цап Ю.Т., Степанов А.В., Копылова Ю.Г. Кулоновские столкновения и ускорение заряженных частиц в солнечных вспышках Труды XXVIII Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца “Солнечная и солнечно-земная физика - 2024”, 7-11 октября 2024 года, Санкт-Петербург, ГАО РАН, XXVIII Всероссийская ежегодная конференция «Солнечная и солнечно-земная физика», г. Санкт-Петербург, ГАО РАН, 7 – 11 октября, 2024. Сб. трудов. С.339-342. (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.31725/0552-5829-2024-339-342

29. Степанов А.В., Зайцев В.В., Куприянова Е.Г. Peculiarities of Joule dissipation in the solar atmosphere Сборнике трудов Всероссийской астрономической конференции 2024 года «Современная астрономия: от ранней Вселенной до экзопланет и черных дыр» (Modern astronomy: from the Early Universe to exoplanets and black holes: Proceedings of the VAK-2024 conference, August 25-31, 2024, Nizhny Arkhyz, Russia / Edited by Balega Yu.Yu., Cherepashchuk A.M. et al. — Moscow: RIOR. — 2024. — ISBN 978-5-369-02160-6. — 6 pp). (год публикации - 2024)

30. Емельянов Н.А., Кочаровский Вл.В. Weibel Instability in the Presence of an External Magnetic Field: Analytical Results Radiophysics and Quantum Electronics , Radiophysics and Quantum Electronics. 66, 664–678 (2024). © 2024 Springer Science+Business Media, LLC (год публикации - 2024)
DOI 10.1007/s11141-024-10326-7

31. Смирнов Д.А., Мельников В.Ф. Микроволновая диагностика вспышечной плазмы методом фитирования по данным Cибирского радиогелиографа ИНФРА-М, Издательский холдинг, Солнечно-земная физика. 2024. Т. 10, № 3. С. 27–39 (год публикации - 2024)
10.12737/szf-103202404

32. Цап Ю.Т., Исаева Е.А., Копылова Ю.Г. Solar Energetic Particles and Intensity of Metric Type II Radio Bursts Solar Physics, Volume 299, Issue 1, id.4 (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.1007/s11207-023-02247-x

33. Цап Ю.Т., Степанов А.В., Копылова Ю.Г. Electric currents in the solar corona and the kink instability of magnetic flux rope Сборник трудов Всероссийской астрономической конференции 2024 года «Современная астрономия: от ранней Вселенной до экзопланет и черных дыр» (Modern astronomy: from the Early Universe to exoplanets and black holes: Proceedings of the VAK-2024 conference, August 25-31, 2024, Nizhny Arkhyz, Russia / Edited by Balega Yu.Yu., Cherepashchuk A.M. et al. — Moscow: RIOR. — 2024. — ISBN 978-5-369-02160-6. — 6 pp). (год публикации - 2024)
10.26119/VAK2024-ZZZZ

34. Бакунина И.А., Мельников В.Ф., Шаин А.В., Кузнецов С.А., Абрамов-Максимов В.Е. Spatial Position of Magnetic Flux Ropes in Flare Active Regions with and without Coronal Mass Ejections Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2024, Vol. 64, No. 8, pp. 35–47 (© Pleiades Publishing, Ltd., 2024) (год публикации - 2024)
10.1134/S0016793224700336

35. Мельников В.Ф., Мешалкина Н.С. Contraction Effect of Coronal Loops during the Flare of February 24, 2023 Pleiades Publishing, Ltd., Geomagnetism and Aeronomy, 2024, Vol. 64, No. 8, pp. 179–183. ( © Pleiades Publishing, Ltd., 2024.) (год публикации - 2024)
10.1134/S001679322470052X

36. Ву Ж., Кузнецов А., Анфиногентов С., Мельников В., Сыч Р., Ванг Б., Жен Р., Кон К., Тан Б., Нин З., Чень Я. A Multipeak Solar Flare with a High Turnover Frequency of the Gyrosynchrotron Spectra from the Loop-top Source The Astrophysical Journal, The Astrophysical Journal, 968:5 (11pp), 2024 June 10 (год публикации - 2024)
10.3847/1538-4357/ad46ff

37. Филатов Л.В., Мельников В.Ф. The Efficiency of Acceleration of Nonthermal Electrons with Whistler Turbulence in a Flare Loop Depending on Its Frequency Spectrum Geomagnetism and Aeronomy, Geomagnetism and Aeronomy, 2024, Vol. 64, No. 8, pp. 165–173 (год публикации - 2024)
10.1134/S0016793224700506

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В отчётном 2024 году для достижения целей проекта, связанных с фундаментальными проблемами структуры и динамики электрических токов в солнечных магнитных жгутах, кинетики жгутов, ускорением заряженных частиц, их кинематики и излучения получены следующие результаты. а) Джоулевой диссипацией объяснено формирование светлых мостиков солнечных пятен и появление быстрых рентгеновских предвестников вспышек. б) Показана необходимость прогрева вспышечной плазмы для эффективного ускорения заряженных частиц. в) Впервые воспроизведена пространственная структура электрических токов вспышечно-активной области. г) На основе наблюдений на СРГ и данных о рентгеновском излучении вспышек определена динамика напряженности магнитного поля при вспышках, получены характеристики спектров ускоренных электронов. Более подробно результаты изложены ниже. - Предложена модель «разрушителей» солнечных пятен - светлых мостиков (light bridges) на стадии их рождения в виде токонесущей магнитной трубки, сформированной конвекцией в полутени пятен. С использованием атмосферы солнечного пятна Maltby et al. (ApJ. 1986, 306, 284) показано, что нагрев мостиков до температур 5300-6800 К обусловлен джоулевой диссипацией при повышенном сопротивлении Каулинга. Установлено, что фотосферная конвекция в полутени пятна обеспечивает величину электрического тока 2×10^11 A, необходимую для нагрева плазмы магнитной трубки и формирования светлых мостиков. Определены параметры плазмы светлых мостиков и объяснена наблюдаемая двойная структура их излучения. - Для решения проблемы быстрых (~10 c) рентгеновских предвестников вспышек (Hudson et al. MNRAS, 2021, 501, 1273) мы предложили импульсный процесс нагрева - резкое возрастанием продольного электрического тока при развитии в хромосферных основаниях магнитных петель неустойчивости Рэлея–Тейлора, которая играет роль триггера вспышки. В результате неустойчивости в основание петли вторгается окружающая хромосферная плазма, вызывающая усиление продольного электрического тока (Zaitsev et al. Solar Phys. 2016, 291, 3451). Если величина импульсного тока превышает 10^12A, то темп джоулева нагрева плазмы опережает темп ионизации (ионизация не успевает за нагревом). В плазме предвестника сохраняется количество нейтралов, на три порядка большее количества нейтралов в короне. Это обеспечивает быстрый нагрев предвестника за счет увеличения скорости джоулевой диссипации при проводимости Каулинга. Показано, что импульс тока «остается» в хромосфере в течение 10 с и нагревает основание петель до Т ≈ 10 МK, формируя рентгеновский предвестник вспышки (Зайцев, Степанов, 2024, https://doi.org/10.31725/0552-5829-2024-123-126). - Впервые получила объяснение наблюдаемая связь между нагревом плазмы в предимпульсной фазе солнечных вспышек и ускорением заряженных частиц (проблема HOPE) в рамках гипотезы о важной роли кулоновского торможения квази-тепловых электронов в максвелловской плазме. Показано, что за инжекцию низкоэнергичных электронов в область вспышечного энерговыделения ответственны регулярные механизмы ускорения. Это предполагает важную роль квазистационарных электрических полей в ускорении электронов. Получены убедительные аргументы, свидетельствующие о том, что только сверх-драйсеровские электрические поля могут ускорить протоны до релятивистских энергий. - Показано, что в неэкранированных магнитных жгутах, в отличие от экранированных, даже с учетом вмороженности оснований в фотосферу, винтовая неустойчивость может легко возбуждаться, т.е. критическое число оборотов магнитных силовых линий вокруг оси жгута не может превышать 2-3 оборотов. Возбуждение изгибных мод в не-нейтрализованных магнитных жгутах выглядит более проблематичным, чем в нейтрализованных жгутах или в нескрученных корональных петлях из-за более жестких условий, накладываемых на формирование стоячей волны в жгуте. - В рамках магнитогидродинамического подхода найдено автомодельное решение для альфвеновского импульса, распространяющегося из области хромосферного основания в аксиально симметричной магнитной трубке переменного радиуса. На этой основе получено приближенное выражение для нелинейной компоненты электрического поля, направленной вдоль поверхности магнитной трубки и ответственной за ускорение частиц и инжекцию хромосферной плазмы в корональную область магнитной петли. Для характерных значений параметров хромосферной плазмы показано, что генерируемая нелинейная компонента электрического поля может значительно превышать предел Драйсера, а геометрическое расширение хромосферной трубки служит дополнительным фактором, облегчающим достижение супердрайсеровского режима. - Впервые проведён анализ поля плотности электрических токов в 15 вспышечно-активных областях. Поле плотности токов определялось как j(r) = c/4π ∙ rot B(r), а пространственное распределение магнитного поля B(r) восстанавливалось в нелинейном бессиловом приближении по векторным магнитограммам фотосферного поля на основе данных SDO/HMI. Анализ показал, что поле электрических токов представляет собой дискретные отчётливо различимые петлеобразные структуры, распределенные по всей активной области. Пространственные масштабы наблюдаемых петлеообразных структур варьируются от 2 до 80 тыс. км: поперечные размеры от 2 до 8 тыс.км, длины – до 80 тыс. км. Токи большой величины (j ~ 5-20 тыс. статА/см^2) сконцентрированы в относительно тонких вытянутых структурах и располагаются довольно низко в короне (на высотах 2000-8000 км). Электрические токи малой величины (j < 0.6 тыс. статА/см^2) протекают в высоких токовых петлях (до высот 30 тыс. км). - В результате радиодиагностики магнитного поля в максимуме яркости радиоисточников во вспышках 20 января 2022~г и 16 июля 2023~г, зарегистрированных Сибирским радиогелиографом, выявлена значительная динамика напряженности и ориентации магнитного поля во время вспышки. Установлено, что на фазе роста основных пиков излучения магнитное поле уменьшается, а на фазе спада, наоборот, увеличивается. Скорость этих изменений варьируется от нескольких единиц до 11 Гс/с для вспышки 20 января 2022 г., и составляет около 1 Гс/с для вспышки 16 июля 2023 г. Обнаруженные вариации могут иметь важное значение для решения проблемы диссипации свободной энергии магнитного поля и ускорения частиц в солнечных вспышках. - На основе пространственно-разрешенных наблюдений Сибирским радиогелиографом многокомпонентной солнечной вспышки установлена локализация максимума яркости радиоисточника и закономерности её динамики на разных частотах в диапазоне 3-12 ГГц. Измерены частотные спектры микроволнового излучения и энергетические спектры жесткого рентгеновского излучения вспышки на всем её протяжении. В результате анализа полученных данных и проведённого моделирования мы пришли к выводу, что ускорение частиц в этой вспышке происходит в компактной области вспышечной петли, близкой к её вершине.

Публикации