Квазипериодические пульсации рентгеновского излучения солнечных вспышек
На правах рукописи
Зимовец Иван Викторович
КВАЗИПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПУЛЬСАЦИИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК
Специальность 01.03.03 – физика Солнца
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата физико-математических наук
Москва 2010
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте космических ис следований РАН
Научный руководитель: к.ф.-м.н. Струминский А.Б.
(ИКИ РАН)
Официальные оппоненты: д.ф.-м.н. Мельников В.Ф.
(ГАО РАН) д.ф.-м.н. Богачев С.А.
(ФИАН)
Ведущая организация:
Учреждение Российской академии наук Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН
Защита состоится 7 декабря 2010 г. в 13 ч. 00 мин. на заседании Диссертационного Со вета Д 002.113.03 ИКИ РАН по адресу, Москва, Профсоюзная ул., 84/32, 2-й подъезд, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИКИ РАН Автореферат разослан ноября 2010 г.
Ученый секретарь Диссертационного совета, к.ф.-м.н. Буринская Т.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Одним из самых захватывающих и познавательных с точки зрения фундаменталь ной науки проявлений солнечной активности являются вспышки. Несмотря на интен сивное изучение, их природа еще далека от детального понимания. Тем не менее, есть масса оснований полагать, что движителем вспышек является магнитное пересоедине ние, происходящее в локальных токовых слоях, спорадически образующихся в актив ных областях Солнца [1, 2]. Накапливаемая до вспышки магнитная энергия токов во время вспышки преобразуется в кинетическую энергию плазмы, локально прогреваю щуюся до температур в десятки мегакельвинов, а также в кинетическую энергию уско ренных заряженных частиц.
Естественным следствием этих процессов в солнечной атмосфере является гене рация жесткого рентгеновского и микроволнового излучения. Первое испускается в ос новном за счет кулоновского взаимодействия как тепловых, так и нетепловых электро нов с протонами и ионами плазмы, в то время как второе является магнитотормозным излучением тех же популяций электронов [3]. Исследование электромагнитного излуче ния в указанных спектральных диапазонах важно для получения информации о харак тере протекания вспышечных процессов энерговыделения. Так, временные профили потоков жесткого рентгеновского и микроволнового излучения вспышек позволяют изу чать динамические свойства этих процессов, в то время как спектральный анализ излу чения в данных диапазонах позволяет судить об энергетических характеристиках попу ляций ускоренных заряженных частиц, а также о физических параметрах плазмы вспышечных областей.
Уже на заре космической эры при помощи устройств, еще не способных выполнять пространственно-разрешенные наблюдения Солнца, было обнаружено, что временные профили потоков жесткого рентгеновского и микроволнового излучения многих вспышек представляют собой коррелированные последовательности всплесков, обладающих различной длительностью и временами между пиками, однако, лежащими в узких пре делах в каждой конкретной вспышке. Группы таких всплесков принято называть квази периодическими пульсациями (КПП). От вспышки к вспышке их характерные периоды варьируются - от долей секунды до нескольких минут [3, 4, 5]. В некоторых случаях на блюдается мультипериодичность, когда в частотных спектрах временных профилей потока излучения выделяется сразу несколько статистически значимых периодов.
КПП свидетельствуют о том, что:
1. Процессы вспышечного энерговыделения протекают отдельными актами, веро ятно, происходящими в пространственно-разнесенных по активной области ис точниках.
2. Эффективность одного источника энерговыделения модулируется извне (по средством граничных условий) квазипериодическим образом.
В первом случае остается загадкой, что представляют собой эти источники: явля ются ли они отдельными токовыми слоями или же частями единого слоя, разрушающе гося специфическим образом? Отчасти, вопрос остается открытым из-за того, что эф фективных методов наблюдения токовых слоев в солнечной атмосфере до сих пор не существует. Остается также неясным, посредством каких механизмов источники энер говыделения “включаются” квазипериодическим образом.
Во втором случае, в связи с бурным развитием корональной сейсмологии, вызван ным усовершенствованием наблюдательных инструментов, в основном пытаются при менять механизмы, основанные на МГД-колебаниях магнитных потоковых трубок [5, 6].
Тем не менее, вследствие того, что до сих пор не удалось осуществить пространствен но-разрешенных наблюдений МГД-колебаний во вспышечных областях, испускающих КПП жесткого рентгеновского и микроволнового излучения, проблема остается откры той.
Актуальность темы Сам факт существования КПП, а также их временные характеристики, такие как средний период и отношение периодов (в случае мультипериодичности), глубина мо дуляции, характерное время затухания или раскачки, фазовые соотношения в различ ных каналах энергии, динамика энергетических спектров излучения и т.п., несут важную информацию о протекании процессов энерговыделения во вспышках и накладывают существенные ограничения на их модели. Тем не менее, без детального исследования пространственно-временной эволюции источников КПП, так же как и без информации о морфологических свойствах вспышечных областей, не представляется возможным сделать достоверный вывод о механизме генерации КПП, следовательно, и о механиз мах вспышечного энерговыделения в целом.
На протяжении двух последних десятилетий солнечная физика активно развива ется. На орбите постоянно функционируют сразу несколько обсерваторий, способных выполнять комплексные наблюдения Солнца в различных спектральных диапазонах электромагнитного излучения. Обсерватории космического базирования поддержива ются широкой сетью наземных оптических и радиотелескопов. Представляется необхо димым, используя достижения современной наблюдательной техники, детально иссле довать пространственно-временную эволюцию источников КПП рентгеновского излуче ния вспышек, а также физические свойства среды, в которой эти источники генериру ются.
С этой точки зрения наиболее актуальным и перспективным выглядит, в первую очередь, использование данных наблюдений космического аппарата RHESSI, успешно функционирующего с 2002 г. С его помощью можно исследовать динамику и физиче ские свойства источников жесткого рентгеновского излучения вспышек с недостижимым ранее пространственным (около 2,5’’) и энергетическим (около 1 кэВ) разрешением.
Разрешение по времени RHESSI составляет 4 с при построении изображений, этого вполне достаточно для детального анализа КПП во многих вспышечных событиях. Ан тисовпадательная защита ACS на борту астрофизической обсерватории INTEGRAL, обладающая очень большой площадью рабочей поверхности и массой детектирующего вещества и, как следствие, хорошей чувствительностью к жестким рентгеновским фо тонам, позволяет изучать динамику нетеплового электромагнитного излучения вспышек с высоким временным разрешением (50 мс), что может дополнить пространственно разрешенные наблюдения RHESSI.
Прецизионные наблюдения магнитоплазменных структур вспышечных областей, выполняемые телескопами мягкого рентгеновского и ультрафиолетового излучения на борту космических аппаратов HINODE, SOHO и TRACE, позволяют детально исследо вать физические и морфологические свойства среды, в которой происходит вспышеч ное энерговыделение и генерация КПП.
Наряду с этим, фотосферные магнитограммы полного видимого диска Солнца, ре гулярно получаемые магнитографом MDI/SOHO с шагом по времени, иногда достигаю щим одной минуты, дают возможность восстанавливать трехмерную структуру магнит ного поля активных областей в моменты времени непосредственно перед вспышками и, следовательно, изучать его морфологические и топологические свойства. Это важно как для решения проблемы вспышек в целом, так и КПП в частности, поскольку есть веские основания считать, что источники первичного энерговыделения вспышек - токо вые слои - формируются в окрестности топологических особенностей магнитного поля, таких как нулевые точки и сепараторы [1, 2, 7, 8].
Однако в реальных солнечных событиях далеко не всегда удается отождествить эти особенности с местами первичного энерговыделения. В связи с этим в [9] была вы сказана гипотеза, предварительно подтвержденная анализом двух вспышечных собы тий, что источники первичного энерговыделения вспышек могут локализоваться в окре стности точек самопересечения поверхностей нулевого F-фактора магнитного поля – дифференциального фактора, характеризующего структурного рода особенность маг нитного поля. При F0 произвольная точка пространства в плоскости, перпендикуляр ной вектору магнитного поля в этой точке, представляет собой Х-точку магнитного поля, тогда как при F0 она Х-точкой не является [10].
Представляется интересным и важным проверить данную гипотезу на основе де тального анализа серии реальных вспышечных событий по прецизионным данным на блюдений RHESSI и MDI/SOHO и, в случае подтверждения, воспользоваться ей с це лью локализации мест первичного энерговыделения вспышек и изучения их возможных связей с КПП.
Цель работы – исследовать пространственно-временную эволюцию источников КПП жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек и пополнить имеющиеся знания о физических процессах, ответственных за квазипериодический характер вспы шечного энерговыделения и ускорения электронов. Исходя из обозначенной цели, по ставлены следующие задачи:
1. По данным RHESSI и сети наземных радиотелескопов исследовать динамику и физические свойства источников КПП жесткого рентгеновского и микроволнового излу чения солнечных вспышек, а также, используя пространственно-разрешенные наблю дения SOHO и TRACE в диапазонах оптического и ультрафиолетового излучения, ис следовать морфологические свойства и динамику родительских активных областей отобранных вспышечных событий.
2. Используя фотосферные магнитограммы MDI/SOHO провести численный рас чет потенциального магнитного поля в исследуемых вспышечных областях для деталь ного анализа его морфологических особенностей и их возможной связи с источниками КПП.
3. На основе расчета магнитного поля и его дифференциальных характеристик, а также определенных с помощью RHESSI координат источников жесткого рентгеновско го излучения исследовать вопрос локализации источников первичного энерговыделе ния во вспышечных областях.
4. Установить более жесткие ограничения на модели квазипериодического энерго выделение и ускорения электронов в солнечных вспышках.
Подобного рода комплексных исследований, акцентирующих внимание на квази периодическом характере процессов энерговыделения солнечных вспышек, до сих пор не проводилось в должной мере. Данная диссертационная работа имеет целью вос полнить этот пробел.
Научная новизна • С помощью пространственно-разрешенных наблюдений впервые показано, что КПП нетеплового жесткого рентгеновского излучения с периодами десятка секунд и более имеют тенденцию происходить в эруптивных двухленточных солнечных вспышках и связаны с последовательным вовлечением соседних магнитных пе тель вспышечных аркад в процесс энерговыделения, по крайней мере, иногда сопровождающийся открытием этих петель.
• Обнаружены неизвестные ранее приборные осцилляции в темпах счета детекто ров рентгеновского излучения космического аппарата RHESSI и показано, что осцилляции являются следствием нутации вращающегося аппарата.
• В рамках концепции вспышечного энерговыделения в окрестности структурного рода особенности магнитного поля - точки самопересечения поверхностей нуле вого F-фактора - предложено объяснение феномена гомологических солнечных вспышек.
• Обнаружены радиобесшумные жесткие рентгеновские предвестники солнечных вспышек. Показано, что источники энерговыделения предвестников, распола гающиеся в хромосфере, могут служить триггером вспышек.
Научная и практическая ценность работы 1. Полученные результаты по исследованию КПП нетеплового электромагнитного излучения солнечных вспышек накладывают новые существенные ограничения на их модели и указывают направление, в котором модели должны развиваться.
2. В рамках проведенных исследований обнаружено, что в базе данных рентгенов ских детекторов космического аппарата RHESSI содержится не учитываемый ра нее корректно артефакт – гармоническая модуляция темпов счета детекторов вследствие нутации аппарата. В будущих исследованиях КПП рентгеновского из лучения вспышек по данным RHESSI этот артефакт необходимо принимать во внимание.
3. Полученные результаты по локализации источников первичного энерговыделе ния солнечных вспышек и анализу обнаруженных радиобесшумных жестких рент геновских предвестников могут послужить основой для разработки новых мето дов прогнозирования вспышек.
4. Разработанный пакет программ для расчета и визуализации магнитного поля в солнечной атмосфере по фотосферным магнитограммам MDI/SOHO может быть адаптирован для решения широко круга задач физики Солнца.
Личный вклад автора Результаты, представленные в диссертационной работе, получены либо полно стью ее автором, либо при равноценном участии автора и его коллег.
Апробация работы Результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференци ях:
1) International Symposium “Solar Extreme Events 2007”, Athens, Greece (2007);
2) 30th International Cosmic Ray Conference, Merida, Mexico (2007);
3) 12th European Solar Physics Meeting, Freiburg, Germany (2008);
4) V конференция молодых ученых, посвященная Дню космонавтики, ИКИ РАН, Мо сква, Россия (2008);
5) Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца, Санкт-Петербург, Пулково, Россия (2008, 2009, 2010);
6) 37th COSPAR Scientific Assembly, Montreal, Canada (2008);
7) STEREO-3/SOHO-22 Workshop, Bournemouth, England (2009);
8) Международная Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике, Иркутск, Россия (2009);
9) 52я научная конференция МФТИ, Долгопрудный, Россия (2009);
10) International Coronal Workshop “The Sun: from active to quiet”, Lebedev Institute of the RAS, Moscow, Russia (2009);
11) 5я конференция “Физика плазмы в солнечной системе”, ИКИ РАН, Москва, Рос сия (2010);
12) VII конференция молодых ученых, посвященная Дню космонавтики, ИКИ РАН, Москва, Россия (2010);
13) 38th COSPAR Scientific Assembly, Bremen, Germany (2010);
14) Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2010, Нижний Архыз, Кара чаево-Черкесская Республика, Россия (2010), а также на научных семинарах:
1) семинар “Космическая электродинамика и физика Солнца” под руководством Б.В.
Сомова, ГАИШ, Москва, Россия (2008, 2009);
2) семинар отдела Extraterrestrial physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germany (2009);
3) семинар отдела Физики космической плазмы ИКИ РАН, Москва, Россия (2009, 2010);
4) общеинститутский семинар по физике Солнца, ИЗМИРАН, Троицк, Россия (2009).
Публикации По теме диссертации опубликовано 9 статей в рецензируемых журналах, реко мендуемых ВАК: 4 (первый автор) + 5 (соавтор). Также опубликовано 3 статьи в трудах конференций: 2 (первый автор) + 1 (соавтор).
Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, трех глав основного текста, заклю чения, трех приложений и списка цитированной литературы, содержащего 232 наиме нования. Полный объем диссертации - 238 страниц, включая 61 рисунок и 3 таблицы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении приведено описание современного состояния исследуемой пробле мы, обоснована актуальность работы, сформулированы ее цели и задачи.
Глава 1, состоящая из десяти подразделов, посвящена комплексному исследова нию пространственно-временной эволюции и физических свойств источников КПП же сткого рентгеновского излучения солнечных вспышек, а также их родительских облас тей.
В подразделе 1.1 приведено описание предлагаемой методики анализа вспышек и обсуждены ее преимущества и недостатки. Обоснован выбор “штучного” характера (“case study”) исследований. Представлен список исследуемых событий, содержащий их некоторые характеристики.
В подразделах 1.2-1.5 детально исследуются четыре вспышки: 29 мая 2003 г.
(рентгеновский класс Х1.2), 19 января 2005 г. (Х1.3), 15 января 2005 г. (Х2.6) и 21 авгу ста 2002 г. (M1.4). Вспышки отобраны таким образом, чтобы они сопровождались яв ными КПП жесткого рентгеновского и микроволнового излучения, не требующими при менения методов статистического анализа временных рядов для их выявления (рис. 1).
Периоды КПП в отобранных вспышках варьировались в пределах 20-160 с. Таким обра зом, мы имели возможность исследовать динамику источников каждой пульсации при помощи RHESSI, разрешение по времени которого составляет около 4 с.
Для всех исследуемых вспышек при помощи анализа энергетических спектров рентгеновского излучения, детектируемого RHESSI, в моменты времени наблюдения КПП были определены диапазоны доминирования теплового и нетеплового компонен тов излучения. Известно, что источниками теплового рентгеновского излучения вспы шек в основном служат корональные участки вспышечных магнитных петель, запол няемых разогретой плазмой, в то время как источники нетеплового жесткого рентгенов ского излучения преимущественно располагаются в подножиях вспышечных петель и являются результатом высыпания и торможения в плотной плазме хромосферы элек тронов, ускоренных в корональных источниках первичного энерговыделения [3]. Акку ратное разделение рентгеновского излучения на тепловой и нетепловой компонент по зволяет: 1) судить о процессах генерации КПП;
2) физически обоснованно выбирать энергетические диапазоны для построения информативных серий изображений вспы шечных областей по данным RHESSI, избегая “засветки” тепловыми источниками нете пловых, что крайне важно для точного определения их положения в пространстве.
Установлено, что в исследованных событиях КПП проявлялись преимущественно в диапазоне нетеплового жесткого рентгеновского излучения. При этом его энергетиче ский спектр характеризовался динамическим поведением “мягкий-жесткий-мягкий” в хо де практически каждой пульсации.
С учетом результатов спектрального анализа при помощи различных алгоритмов [11] строились серии изображений вспышечных областей отдельно в диапазонах доми нирования теплового и нетеплового компонента рентгеновского излучения в моменты наблюдения КПП. В результате было установлено, что в каждой исследованной вспыш ке тепловое рентгеновское излучение, как и ожидалось, испускалось преимущественно из вершин вспышечных петель, формирующихся в аркаду, наблюдаемую также в диа пазоне экстремального ультрафиолетового излучения при помощи телескопов TRACE и EIT/SOHO над линией инверсии магнитной полярности. В подножиях вспышечных пе тель аркады, в хромосфере, вдоль линии инверсии магнитной полярности формирова лись вспышечные ленты, наблюдаемые в ультрафиолетовом диапазоне излучения (см.
рис. 1). При этом было обнаружено, что по мере развития вспышки парные источники пульсаций нетеплового жесткого рентгеновского излучения (E25-50 кэВ) последова тельно зажигались в хромосферных подножиях соседних вспышечных петель (групп петель) аркады. Источники как бы прочерчивали, начиная с одного конца, вспышечные ленты в направлении вдоль линии инверсии магнитной полярности (см. рис. 1). Каждая пульсация нетеплового жесткого рентгеновского излучения была испущена из подножий своей вспышечной петли (групп петель).
Для вспышки 29 мая 2003 г., произошедшей неподалеку от центра диска Солнца, была возможность восстановить магнитное поле в потенциальном приближении в ак тивной области. Силовые линии восстановленного поля, пущенные из центров яркости источников КПП нетеплового жесткого рентгеновского излучения, адекватно прописали вспышечную аркаду, наблюдаемую телескопом TRACE на длине волны 171.
По нашим оценкам скорость движения источников КПП варьировалась в пределах V=10-350 км/с, тогда как альфвеновская и звуковая скорости в магнитных петлях вспы шечной аркады (по крайней мере, в событии 29 мая 2003 г., для которого мы имели возможность рассчитать магнитное поле в короне) принимали значения VA2000 км/с и VS=600-800 км/с, соответственно. Следовательно, с большой долей вероятности из спи ска возможных объяснений наблюдаемого явления следует исключить триггерные ме ханизмы энерговыделения, основанные на распространении магнитозвуковых возму щений вдоль вспышечных аркад магнитных петель [12]. Механизмы, основанные на дрейфовых движениях популяций ускоренных и захваченных в магнитных петлях арка ды электронов вдоль линии инверсии магнитного поля, также можно исключить из рас смотрения, поскольку для них характерны скорости лишь VD1 м/c.
Рис. 1. Левая панель: временные профили рентгеновского и микроволнового излучения солнечной вспышки 19 января 2005 г. Правая панель: пространственно-временная эволюция источников теплового рентгеновского излучения в диапазоне энергий 6-12 кэВ (кружки) и КПП нетеплового жесткого рентгенов ского излучения в диапазоне энергий 50-100 кэВ (крестики) во вспышечной области. Ход времени указан градациями цвета рентгеновских источников. Стрелками обозначено направление движение источников.
Подложка – изображение вспышечной области, полученное TRACE на длине волны 1600.
При помощи анализа наблюдений, выполненных радиогелиографом Nobeyama, установлено, что во время пульсаций нетепловое микроволное излучение, так же как и тепловое рентгеновское, испускалось преимущественно из окрестности вершин петель вспышечных аркад. Это указывает на то, что ускорение/инжекция нетепловых популя ций электронов также могли происходить в окрестности вершин петель аркады [13]. Бо лее того, для вспышки 21 августа 2002 г. было установлено, что КПП нетеплового жест кого рентгеновского излучения последовательно испускались из подножий соседних шлемовидных (касповых) структур, вдоль вытянутых вершин которых происходила ин жекция разогретой вспышечной плазмы со скоростью около 400 км/с. При этом в пред вспышечной фазе события, до начала пульсаций, во вспышечной области наблюда лась система замкнутых магнитных петель. Стоит также отметить, что все исследован ные вспышки являлись эруптивными событиями, сопровождавшимися корональными выбросами массы.
Подраздел 1.6 посвящен детальному исследованию солнечной вспышки рентге новского класса М1.8, произошедшей 20 октября 2002 г. Применение методики по строения нормированных периодограмм Ломба к временным профилям темпов счета детекторов RHESSI в различных энергетических каналах, позволило обнаружить два статистически значимых периода осцилляций рентгеновского излучения: P16=16 с и P36=36 с (явление мультипериодичности).
При помощи анализа энергетических спектров рентгеновского излучения установ лено, что 36-секундные пульсации были присущи только нетепловому компоненту рент геновскому излучения в импульсной фазе вспышки, тогда как 16-секундные пульсации одновременно присутствовали в тепловом и нетепловом компоненте рентгеновского излучения как в импульсной, так и в фазе спада вспышки.
Исследование морфологии вспышечной области во время наблюдения КПП по данным RHESSI, EIT/SOHO и MDI/SOHO показало, что область состояла из двух про странственно-разнесенных комплексных систем магнитных петель, взаимодействующих друг с другом посредством третьей системы, расположенной между ними. Было уста новлено, что 36-секундные пульсации нетеплового рентгеновского излучения в ходе развития вспышки испускались нестационарными источниками, зажигающимися в под ножиях различных петель двух вспышечных систем, в то время как источники 16 секундных пульсаций теплового рентгеновского излучения по большей мере концен трировались вблизи вершин петель. Систематического движения рентгеновских источ ников, как в случае двухленточных вспышек, исследованных в подразделах 1.2-1.5, обнаружено не было.
Были получены оценки альфвеновской и звуковой скоростей во вспышечных пет лях: 700VA2200 км/с и 300VA600 км/c, соответственно. Следовательно, быстрая и медленная магнитозвуковые скорости были ограничены значениями 760VF2280 км/с и 280VT580 км/c, соответственно. Длины вспышечных петель по нашим оценкам со ставляли L=20-40 Мм. При этом оказалось, что VF соответствует фазовой скорости VPH=2L/P глобальной стоячей моды быстрых магнитозвуковых волн (будь то изгибная мода или мода перетяжек) вспышечных петель с периодом P=P36=36 с (1100VPH=2L/ P362200 км/с). Это дает прямое указание на то, что обнаруженные КПП нетеплового жесткого рентгеновского излучения с периодом P36=36 с вполне могли являться следст вием возбуждения МГД-колебаний отмеченного типа во вспышечных петлях. Непосред ственно зафиксировать колебания вспышечных петель не удалось, возможно, из-за не совершенства наблюдательных инструментов. Поскольку источники КПП нетеплового жесткого рентгеновского излучения наблюдались одновременно в основаниях петель обеих вспышечных систем, был сделан вывод, что магнитозвуковым колебаниям с большей вероятностью могли быть подвержены петли соединяющей системы. Акты энерговыделения с периодом P36=36 с в обеих вспышечных системах могли вызывать ся взаимодействием содержащихся в них топологических особенностей магнитного по ля (скажем, нулевых точек) с внешними магнитозвуковыми волнами соединяющей сис темы петель [5, 14]. Аналогичный эффект наблюдался ранее в двух пространственно разнесенных вспышечных областях, соединенных трансэкваториальной системой маг нитных петель [15].
Показано, что КПП рентгеновского излучения с периодом P16=16 с, по всей види мости, не являются следствием возбуждения второй гармоники того же самого типа МГД-колебаний той же магнитной петли, первая гармоника которого могла бы иметь период P36=36 с. В этом случае должно было бы выполняться соотношение PN/ P11/N, где P1 и PN - соответственно период первой и N-й гармоники одного колебательного процесса. В рассматриваемом же случае P16/P36=0,44, т.е. второй гармоникой колеба ния с периодом P16=16 с быть не должны. Более высокой гармоникой они, по всей ви димости, не могут являться из-за того, что возбуждение второй гармоники не наблюда ется, а возбуждение более высокой - менее вероятный процесс. Таким образом, приро да КПП рентгеновского излучения с периодом P16=16 с в исследуемой вспышке неоче видна. Однако не исключено, что она также может быть связана с МГД-колебаниями магнитных петель во вспышечной области.
В подразделе 1.7 произведено обобщение установленных наблюдательных фак тов, а в подразделе 1.8 обсуждается, какие существующие модели удовлетворяют этим фактам, а какие нет. В частности, сделан вывод, что популярные модели, осно ванные на идее о подверженных МГД-колебаниям петлях [6], не удовлетворяют выпол ненным наблюдениям эруптивных двухленточных вспышек.
Часть фактов согласуется с предсказаниями стандартной модели эруптивных вспышек (CSHKP;
[2, 3]). Однако в рамках модели ожидается, что мощность энерговы деления, грубо определяемая как W (t ) ~ V (t )B 2 (t ) ( V - скорость хромосферных источ ников нетеплового жесткого рентгеновского излучения в направлении, перпендикуляр ном линии инверсии магнитной полярности, B - радиальная составляющая магнитного поля на фотосфере), должна коррелировать с потоками нетеплового жесткого рентге новского и микроволнового излучения. В рассмотренных вспышках это не выполнялось.
Более того, поскольку движение парных источников нетеплового жесткого рентгенов ского излучения происходило преимущественно вдоль линии инверсии магнитной по лярности, сделан вывод, что в прямом виде стандартная модель не применима к рас сматриваемому типу вспышечных событий. Однако полученные результаты наблюде ний не противоречат идее о неравномерной (асимметричной) вдоль вспышечной арка ды эрупции магнитного жгута/волокна или же идее об асимметричном разрушении то кового слоя (систем токовых слоев), располагающегося (располагающихся) во вспы шечной области вдоль линии инверсии магнитной полярности.
Опираясь на результаты работы [16] по численному моделированию динамики не тепловых электронов во вспышечных петлях события 29 мая 2003 г., а также на полу ченные результаты наблюдений и оценок физических характеристик вспышечных пе тель (длина, концентрация плазмы, магнитное поле), мы пришли к выводу: КПП нетеп лового жесткого рентгеновского и микроволнового излучения, по крайней мере, в неко торых эруптивных двухленточных солнечных вспышках являются следствием отдель ных актов энерговыделения и ускорения электронов, происходящих последовательно в соседних элементах (магнитных петлях/касповых структурах) неоднородных вспышеч ных аркад. Вероятно, наблюдаемый в таких вспышках квазипериодический характер энерговыделения отражает существование своеобразного квазиинварианта P=Li,i+1/vi,i+1, где Li,i+1 и vi,i+1 - расстояния между соседними последовательно вовлекаемыми во вспышечный процесс петлями и скорости распространения триггерного возмущения между ними, соответственно. Из наблюдений следует, что этот инвариант P различа ется в разных вспышках, но всегда принимает значения из довольно узкого диапазона 1-300 с. Это указывает на то, что параметры Li,i+1 и vi,i+1, определяющие инвариант P, во многих вспышках имеют схожие значения. Вполне вероятно, что во вспышках, в кото рых процесс энерговыделения не проявляет явного квазипериодического характера, по каким-то причинам указанная инвариантность нарушена.
В подразделах 1.9 и 1.10 сформулированы результаты и выводы главы 1, соот ветственно.
Глава 2, состоящая из восьми подразделов, посвящена исследованию гармониче ских осцилляций с периодом P75=75 с, обнаруженных впервые по данным рентгенов ских детекторов космического аппарата RHESSI в фазе спада солнечной вспышки класса М9.3, произошедшей 6 ноября 2004 г.
В подразделе 2.1 перечислены известные приборные осцилляции, проявляющие ся в темпах счета рентгеновских детекторов RHESSI, и указаны их причины. В подраз деле 2.2 приведено краткое описание свойств солнечной вспышки 6 ноября 2004 г.
Обнаруженные осцилляции с периодом P75=75 с наблюдались преимущественно в диапазоне энергий 6-25 кэВ. Глубина модуляции сигнала составляла m=(Jmax-Jmin)/ (Jmax+Jmin)=7-15%. При помощи аппроксимации временных профилей темпов счета де текторов RHESSI установлено, что осцилляции затухали необычно медленно для явле ния КПП рентгеновского излучения солнечных вспышек (добротность составляла Q 240 ). С помощью независимых данных наблюдений радиотелескопов солнечных обсерваторий Learmonth и Culgoora (Австралия) было обнаружено, что осцилляции темпов счета детекторов RHESSI сопровождались КПП потока радиоизлучения Солнца на частоте 610 МГц, хотя и не обладающими столь явной периодичностью (рис. 2). Этот факт совместно с имеющейся информацией о том, что причин ожидать гармонической модуляции темпов счета детекторов RHESSI с периодом P75=75 с за счет приборных эффектов нет, послужили поводом рассматривать осцилляции как результат какого-то реального физического процесса, происходящего во вспышечной области. Вследствие этого были детально изучены физические свойства рентгеновского источника данной вспышки, наблюдаемого RHESSI во время осцилляций, с целью определения их при роды (подраздел 2.3).
Анализ энергетических спектров рентгеновского излучения вспышки во время ос цилляций показал, что в диапазоне энергий 6-25 кэВ, в котором наблюдались осцилля ции ярче всего, в спектре рентгеновского излучения доминировал тепловой компонент.
При помощи построения серий изображений вспышечной области по данным RHESSI было установлено, что источник теплового рентгеновского излучения располагался преимущественно в окрестности вершин группы вспышечных магнитных петель, на блюдаемых также в диапазоне ультрафиолетового излучения при помощи телескопа EIT/SOHO, и был практически неподвижен во время осцилляций. При этом было уста новлено, что площадь/объем источника изменялись в противофазе с осциллирующим потоком испускаемого им излучения. Глубина модуляции площади/объема составляли mS=2-6% и mV=3-9%, что, хотя чуть ниже, но сопоставимо с глубиной модуляции потока излучения из источника. Также было установлено, что за время наблюдения осцилля ций (примерно за 12 минут), температура плазмы рентгеновского источника упала с Т1=22,7 МК до Т2=17,3 МК преимущественно за счет процесса теплопроводности. По нашим оценкам длина петли, в вершине которой располагался рентгеновский источник, составляла L=60-75 Мм, а концентрация плазмы в ней не превышала n=(0,8-1,4)x см-3.
В подразделе 2.4 показано, что все приведенные выше результаты наблюдений объясняются в рамках модели вспышечной магнитной петли, подверженной захвачен ной глобальной стоячей моде перетяжек (сосисочной моде) быстрых магнитозвуковых волн. Был сделан предварительный вывод, что выполнены первые пространственно разрешенные наблюдения предсказываемой теорией моды перетяжек МГД-колебаний магнитной петли в солнечной короне.
Рис. 2. Динамика электромагнитного излучения вспышки 6 ноября 2004 г. в окрестности времени иссле дуемых гармонических осцилляций (между двумя вертикальными пунктирными линиями). (a) Скорректи рованные темпы счета RHESSI в диапазонах энергий 6-12, 12-25 и 25-50 кэВ. Жирные черные сплошные линии - аппроксимирующие кривые темпов счета RHESSI в каналах энергий 6-12 и 12-25 кэВ. Пики ос цилляций рентгеновского излучения отмечены вертикальными линиями. (b) Сглаженный по 10 с времен ной профиль плотности потока радиоизлучения Солнца на частоте 610 МГц по данным обсерватории Learmonth. (c) Участок динамической спектрограммы радиоизлучения Солнца по данным обсерватории Culgoora. Наиболее яркие пульсации радиовсплеска IV типа, видимые на панели (b) на частоте 610 МГц, выделены эллипсами.
Однако в ходе дальнейших исследований (подраздел 2.5) по данным телеметрии было установлено, что ось вращающегося с периодом около 4 с космического аппарата RHESSI подвержена значительной прецессии и нутации. Период нутации в исследуе мый момент времени составлял 75 с, что четко соответствовало периоду P75 наблю даемых осцилляций. Поскольку в основе работы RHESSI заложены принципы вращаю щихся модулирующих коллиматоров, то процесс нутации космического аппарата есте ственным образом (посредством изменения углового расстояния между осью телескопа и положением вспышки на диске Солнца) приводит к модуляции потока рентгеновских фотонов солнечной вспышки, попадающих на детекторы. Чем больше это угловое рас стояние (Delta), тем меньше детектируемый поток (рис. 3).
Было установлено, что не все детекторы RHESSI в одинаковой мере подвержены модуляции за счет нутации и прецессии. Чем меньше поле зрения решеток коллимато ра, тем сильнее модуляция (см. рис. 3). Более того, было обнаружено, что и в некото рых других солнечных вспышках нутация RHESSI приводит к схожей существенной гармонической модуляции темпов счета отдельных его детекторов.
Таким образом, был сделан окончательный вывод, что обнаруженные гармониче ские осцилляции в темпах счета рентгеновских детекторов RHESSI являются прибор ным эффектом, ранее не принимаемым во внимание должным образом и не зафикси рованным в литературе.
При дальнейшем исследовании КПП рентгеновского излучения вспышек по дан ным наблюдений RHESSI этот эффект необходимо учитывать. В подразделе 2.6 при ведено краткое руководство по выявлению приборных осцилляций указанного типа.
В подразделах 2.7 и 2.8 сформулированы результаты и выводы главы 2, соот ветственно.
Рис. 3. Сглаженный по 4 с временной профиль углового расстояния между осью телескопа RHESSI и по ложением солнечной вспышки 6 ноября 2004 г. на диске Солнца (Delta;
черная кривая), а также нормиро ванные и сглаженные по 20 с темпы счета детекторов RHESSI (a) №5 c полем зрения 1 градус и (b) №8 с полем зрения 7.5 градусов (Normalized Amplitude;
серая кривая), приведенные в интервале времени, ко гда осцилляции наблюдались наиболее ярко.
На примере материала, изложенного в главе 2, показано, как легко можно оши биться при интерпретировании наблюдаемых во время солнечных вспышек квазипе риодических пульсаций, обладая лишь ограниченной дополнительной информацией.
Возможности современных солнечных телескопов обеспечивают наблюдателей именно ограниченной информацией. В большинстве работ, в которых исследуются квазипе риодические пульсации рентгеновского и радиоизлучения вспышек, предлагаются объ яснения в рамках концепции МГД-колебаний магнитных петель активных областей [5, 6]. Однако до сих пор не было выполнено ни одного пространственно-разрешенного наблюдения МГД-колебаний петель, однозначно связанных с КПП электромагнитного излучения вспышек. Поэтому на сегодняшний день необходимо крайне осторожно экс плуатировать идею о МГД-колебаниях петель для интерпретации КПП в солнечных, а тем более в звездных вспышках.
В главе 3, состоящей из четырех подразделов, исследуется вопрос местонахож дения источников первичного энерговыделения солнечных вспышек. В качестве мест локализации источников анализируются предложенные О. Г. Деном [9] особенности по тенциального магнитного поля, а именно точки самопересечения поверхностей нулево го F-фактора – дифференциального фактора, характеризующего структурного рода особенность магнитного поля [10]:
1 B x 4 B y F=.
4 x 4 y При F0 произвольная точка пространства в плоскости X4Y4, перпендикулярной вектору магнитного поля в этой точке, является Х-точкой магнитного поля. Оси X4 и Y4 являются главными, по ним направлены компоненты магнитного поля в окрестности рассматри ваемой точки в плоскости X4Y4. При F0 точка в плоскости X4Y4 представляет собой уже O-точку магнитного поля. Таким образом, точка самопересечения поверхностей нулево го F-фактора разделяет пространство на четыре сектора с различной топологической структурой магнитного поля. В [9] было высказано предположение (назовем его гипо тезой Дена), предварительно подтвержденное анализом двух вспышечных событий, что места первичного энерговыделения солнечных вспышек могут располагаться в ок рестностях таких особых точек. В данной главе эта гипотеза апробируется на основе анализа шести вспышечных событий, а также применяется к анализу обнаруженного радиобесшумного жесткого рентгеновского предвестника вспышки 13 декабря 2006 г.
В подразделе 3.1 кратко описывается состояние проблемы локализации мест первичного энерговыделения солнечных вспышек и обосновывается выбор методики их нахождения, основанной на гипотезе Дена.
Далее приводится критерий отбора вспышечных событий, их список с основными характеристиками, описание и обсуждение методики их анализа. Прежде всего, обсуж дается следующий принципиальный момент. Формализм исследуемых особенностей магнитного поля был разработан в [10] пока только для случая потенциального магнит ного поля. Однако из общих соображений и из наблюдений следует, что магнитное по ле во вспышечных областях Солнца в целом не является потенциальным – в нем могут течь значительные электрические токи. Более того, считается, что электрические токи играют одну из ключевых ролей в солнечных вспышках [1, 2, 6, 7, 8]. Мы придержива емся той точки зрения, что, по крайней мере, в некоторых вспышечных областях маг нитное поле в целом может считаться потенциальным, в то время как значительные электрические токи могут течь только в окрестности локальных особенностей магнитно го поля [9], формируя токовые слои в окрестности этих особенностей [1, 8].
Вспышки для анализа были отобраны на основе каталога, представленного в ра боте [17], исходя из следующих критериев: 1) вспышки должны были располагаться вблизи центра солнечного диска, что связано с методикой расчета магнитного поля по фотосферным магнитограммам;
2) для вспышечных областей должны были иметься магнитограммы MDI/SOHO продольной по лучу зрения компоненты магнитного поля на уровне фотосферы;
3) вспышки должны были обладать умеренной мощностью (быть ниже рентгеновского класса Х);
4) в импульсной фазе вспышек при помощи RHESSI должны были наблюдаться только два доминирующих источника нетеплового жесткого рентгеновского излучения (согласно проделываемому спектральному анализу) по раз ные стороны от линии инверсии магнитной полярности на фотосфере. Последние два критерия обусловлены тем, что, по нашему мнению, магнитное поле в родительских областях вспышек подобного рода может обладать характером, близким к потенциаль ному. В итоге мы ограничились шестью событиями.
Рис. 4. Силовые линии магнитного поля, пущенные из двух найденных магнитных особенностей (звез дочки) в области вспышки 17 июля 2002 г. Кружками отмечены концы силовых линий на фотосфере, квадратиками - центры яркости источников нетеплового жесткого рентгеновского излучения. Пунктирная кривая на левой панели – линия инверсии магнитной полярности на высоте Z=2’’ над фотосферой.
Для каждой анализируемой вспышки были определены координаты центров ярко сти парных источников нетеплового жесткого рентгеновского излучения в хромосфере.
После этого, с помощью алгоритмов, предложенных О.Г. Деном, рассчитывались диф ференциальные характеристики потенциального магнитного поля во вспышечных об ластях по фотосферным магнитограммам MDI. Строились карты распределения знака дифференциального F-фактора в плоскостях, параллельных касательным плоскостям, проведенным через центры исследуемых участков фотосферы, на различных высотах.
При помощи визуального анализа построенных карт отыскивались точки самопересе чения изолиний нулевого F-фактора в рассматриваемых плоскостях и определялись координаты этих точек. Оказалось, что в каждой исследуемой вспышечной области отыскивались такие точки самопересечения изолиний нулевого F-фактора, что силовые линии магнитного поля, пущенные из этих точек, оканчивались в окрестности (в преде лах 10-15’’) центров яркости источников нетеплового жесткого рентгеновского излуче ния в хромосфере. Было установлено, что эти парные источники могут быть не связаны между собой одной силовой линией – каждому источнику соответствовала своя магнит ная особенность (рис. 4). В ней, по всей видимости, и происходило вспышечное энерго выделение и ускорение электронов, следствием высыпания которых по силовым лини ям и торможения в плотной плазме хромосферы и являлись эти источники.
Отдельное внимание уделено двум гомологическим вспышкам, произошедшим 4 и 6 ноября 2004 г. в одной активной области NOAA 10696. Промежуток времени между вспышками составлял 27 часов. Показано, что одна и та же магнитная особенность (точка самопересечения поверхностей нулевого F-фактора) 4 ноября вызвала источник нетеплового жесткого рентгеновского излучения в восточной части вспышечной облас ти, а 6 ноября – в западной. Предложена интерпретация этого наблюдения посредст вом изменения электрического поля, ускоряющего электроны, в магнитной особенности вспышки 6 ноября на противоположное по сравнению со вспышкой 4 ноября, вызван ным соответствующими изменениями магнитного поля в активной области.
В подразделе 3.2 проводится многоволновое исследование необычного пред вестника жесткого рентгеновского излучения, обнаруженного по данным антисовпада тельной защиты ACS астрофизической обсерватории INTEGRAL за десять минут до солнечной вспышки рентгеновского класса Х3.4, произошедшей 13 декабря 2006 г.
Уникальность предвестника заключалась в необычном для солнечных вспышек поведении его жесткого рентгеновского и радиоизлучения. Было установлено, что предвестник представлял собой мощный всплеск жесткого рентгеновского излучения (E80 кэВ), обладавший сходными характеристиками (интенсивность, длительность) с коррелированными всплесками жесткого рентгеновского и микроволнового излучения, наблюдавшимися в импульсной фазе вспышки примерно через 10-20 минут после предвестника. При этом предвестник сопровождался лишь слабым и плавным возрас танием потока микроволнового излучения и был бесшумным в метровом и дециметро вом диапазонах [18, 19].
С помощью данных наблюдений телескопа мягкого рентгеновского излучения XRT на борту космического аппарата HINODE было показано, что энерговыделение пред вестника произошло неподалеку от места энерговыделения импульсной фазы самой вспышки. Установлено, что энерговыделение предвестника произошло в окрестности точек самопересечения поверхностей нулевого F-фактора магнитного поля, распола гавшихся в хромосфере, вблизи линии инверсии магнитной полярности, на высоте не более 2000 км над фотосферой. На основе анализа динамики электромагнитного излу чения вспышечной области показано, что предвестник мог служить триггером для по следующей вспышки.
Обосновано предположение, что радиобесшумность предвестника на метровых дециметровых длинах волн и отсутствие во время него значительных всплесков микро волнового излучения могли быть связаны с замкнутостью системы энерговыделения и сложностью ускорения достаточного количества электронов до необходимых энергий в плотной плазме хромосферы. Анализ энергетического спектра нетеплового жесткого рентгеновского излучения, выполненный по данным наблюдений RHESSI для анало гичного радиобесшумного предвестника, обнаруженного во вспышке 21 августа 2002 г., показал, что его спектр был более мягким ( 4 ) по сравнению со спектром, наблю давшимся во всплесках в импульсной фазе вспышки ( 3 ). Этот факт свидетельст вует в пользу высказанного предположения. К сожалению, RHESSI не наблюдал пред вестник вспышки 13 декабря 2006 г., поскольку находился в тени Земли.
В подразделах 3.3 и 3.4 сформулированы результаты и выводы главы 3, соот ветственно.
В Заключении сформулированы основные результаты работы.
В Приложении А приведены элементы корональной магнитной гидростатики и рассмотрен возможный характер магнитных полей и электрических токов в активных областях Солнца.
В Приложении Б представлен список всех космических и наземных обсерваторий, данные которых использованы в диссертации. Приведено описание их основных функ циональных возможностей.
В Приложении В приведено описание методики построения периодограмм Ломба для частотного анализа временных рядов.
Положения, выносимые на защиту 1. На основе анализа пространственно-разрешенных наблюдений установлено, что квазипериодические пульсации нетеплового жесткого рентгеновского излучения с периодами более десятка секунд имеют тенденцию происходить в эруптивных двухленточных солнечных вспышках и являются результатом последовательного вовлечения соседних магнитных петель (групп петель) вспышечных аркад в про цесс энерговыделения. Квазипериодический характер энерговыделения указы вает на существование квазиинварианта P=Li,i+1/vi,i+1, где Li,i+1 и vi,i+1 - расстояния между соседними последовательно вовлекаемыми во вспышечный процесс пет лями и скорости распространения триггерного возмущения между ними, соответ ственно.
2. Показано, что мультипериодичность, наблюдаемая во временных профилях же сткого рентгеновского излучения, по крайней мере, некоторых солнечных вспы шек, не является следствием возбуждения одной моды МГД-колебаний вспы шечной магнитной петли сразу на нескольких гармониках. Квазипериодические пульсации излучения испускаются из различных петель комплексных вспышеч ных областей.
3. Обнаружены неизвестные ранее приборные осцилляции с периодом в несколько десятков секунд в темпах счета детекторов рентгеновского излучения космиче ского аппарата RHESSI. Показано, что осцилляции являются следствием нутации вращающегося аппарата.
4. Подтверждена гипотеза о том, что источники первичного энерговыделения сол нечных вспышек могут располагаться в окрестности точек самопересечения по верхностей нулевого F-фактора магнитного поля.
5. Установлено, что точки самопересечения поверхностей нулевого F-фактора маг нитного поля могут сохраняться в активных областях в течение нескольких де сятков часов и служить местами первичного энерговыделения в серии гомологи ческих вспышек.
6. Обнаружены радиобесшумные жесткие рентгеновские предвестники, являющие ся триггерами солнечных вспышек. Показано, что радио-бесшумность предвест ников может быть следствием низкого расположения источников их энерговыде ления в хромосфере.
Публикации по теме диссертации 1) Zimovets I. V., Struminsky A. B. Observations of Double-Periodic X-Ray Emission in Interacting Systems of Solar Flare Loops // Solar Phys. 2010. V. 263. P. 163-174.
2) Зимовец И. В. Гармонические осцилляции рентгеновского излучения солнечной вспышки // Астрон. Ж. 2010. Т. 87. № 7. С. 717-736.
3) Ден О. Г., Зимовец И. В. Области первичного энерговыделения солнечных вспы шек и их связь с особенностями магнитного поля // Астрон. Ж. 2010. Т. 87. № 5.
С. 503-512.
4) Струминский А. Б., Зимовец И. В. Наблюдения солнечной вспышки 6 декабря 2006 г.: ускорение электронов и нагрев плазмы // Письма в Астрон. Ж. 2010. Т.
36. № 6. С. 453-461.
5) Zimovets I. V., Struminsky A. B. Imaging Observations of Quasi-Periodic Pulsatory Nonthermal Emission in Two-Ribbon Solar Flares // Solar Phys. 2009. V. 258. P. 69 88.
6) Zimovets I. V., Gros M., Struminsky A. B. Evidence of the radio-quiet hard X-ray pre cursor of the 13 December 2006 solar flare // Adv. Space Res. 2009. V. 43. P. 680 686.
7) Струминский А. Б., Зимовец И. В. К оценке времени прихода первых релятиви стских солнечных протонов на Землю // Известия РАН. Серия Физич. 2009. Т.
73. № 3. С. 332-335.
8) Струминский А. Б., Зимовец И. В. Длительное нетепловое излучение солнечных вспышек и эффект Нойперта // Письма в Астрон. Ж. 2008. Т. 34. № 10. с. 777 787.
9) Струминский А. Б., Зимовец И. В. Динамика развития интенсивных солнечных протонных вспышек // Письма в Астрон. Ж. 2007. Т. 33. № 9. С. 690-697.
10) Зимовец И. В., Струминский А. Б. Наблюдение квазипериодического энерговы деления как результат возбуждения МГД-осцилляций в системе вспышечных петель // Труды БШФФ-2009. 2009. С. 238-243.
11) Struminsky A., Zimovets I., Heber B., and Klassen A. The role of large scale magnetic field for distribution of SEP in the 3D Heliosphere // Proc. of the 31st ICRC. 2009. P. 1 4.
12) Zimovets I. Acceleration of solar cosmic rays in stochastic non-Gaussian electric fields // Proc. of the 30th ICRC. 2007. V. 1(SH), P. 113-116.
Цитированная литература 1. Сыроватский С. И. Ключевые вопросы теории вспышек // Изв. АН СССР. Сер.
Физич. 1979. Т. 43. №4. C. 695.
2. Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение. Магнитогидродинамическая теория и приложения. М: ФИЗМАТЛИТ, 2005.
3. Aschwanden M. J. Physics of the Solar Corona. An Introduction with Problems and So lutions. Praxis Publishing Ltd, Chichester, UK, 2009.
4. Lipa B. Pulsations in solar hard X-ray bursts // Solar Phys. 1978. V. 57. P. 191.
5. Nakariakov V. M., Melnikov V. F. Quasi-Periodic Pulsations in Solar Flares // Space Sci. Rev. 2009. V. 149. Is. 1-4. P. 119.
6. Зайцев В. В., Степанов А. В. Корональные магнитные арки // УФН 2008. Т. 178.
№ 11. С. 1165.
7. Longcope D. W. Topological methods for the analysis of solar magnetic fields // Living Rev. Solar Phys. 2005. V. 2. № 7. P. 8. Somov B. V. Plasma Astrophysics. Part II: Reconnection and flares. Springer, 2006.
9. Ден. О. Г. Связь возникновения солнечных вспышек с особенностями диффе ренциальных характеристик магнитного поля // Астрон. Ж. 2008. Т. 85. № 11.
С. 1035.
10. Ден. О. Г. Определение областей магнитного пересоединения по дифференци альным характеристикам магнитного поля // Астрон. Ж. 2007. Т. 84. № 2. С.
185.
11. Hurford G. J., Schmahl E. J., Schwartz R. A., et al. The RHESSI imaging concept // Solar Phys. 2002. V. 210. P. 61.
12. Vorpahl J. A. The triggering and subsequent development of a solar flare // Astrophys.
J. 1976. V. 205. P. 868.
13. Melnikov, V.F., Gorbikov S.P., Reznikova V.E., Shibasaki K. Dynamics of electron spa tial distribution in microwave flaring loops // Proc. of the 11th ESPM 2005. P. 132.
14. McLaughlin J. A., De Moortel I., Hood A. W., and Brady C. S. Nonlinear fast magneto acoustic wave propagation in the neighbourhood of a 2D magnetic X-point: oscillatory reconnection // Astron. & Astrophys. 2009. V. 493. P. 227.
15. Foullon C., Verwichte E., Nakariakov V.M., Fletcher L. X-ray quasi-periodic pulsations in solar flares as magnetohydrodynamic oscillations // Astron. & Astrophys. 2005. V.
440, P. L59.
16. Minoshima T., Yokoyama T., and Mitani N. Comparative analysis of nonthermal emis sions and electron transport in a solar flare. // Astrophys. J. 2008. V. 673. P. 598.
17. Saint-Hilaire P., Krucker S., Lin R. P. A statistical survey of hard X-ray spectral charac teristics of solar flares with two footpoints // Solar Phys. 2008. V. 250. P. 53.
18. Rieger E., Treumann R.A., Karlicky M. The radio-silent start of an intense solar gamma-ray flare // Solar Phys. 1999. V. 187. P. 59.
19. Benz A.O., Brajsa R., Magdalenic J. Are there radio-quiet solar flares? // Solar Phys.
2007. V. 240. P. 263.
Ротапринт ИКИ РАН 055(02)2 117997, Москва, Профсоюзная 84/ Подписано к печати 21.10. Заказ 2219 Формат 70х108/32 Тираж 100 1 уч. – изд. л.