Природа квазипериодических пульсаций излучения в жгутовых моделях вспышек

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Жгутовые модели солнечных вспышек связывают явление квазипериодических пульсаций излучения вспышки с той параметрической катастрофой, которая возникает при выходе вершины скрученной магнитной петли (жгута) в корону. Резкое уменьшение внешнего давления заставляет продольное магнитное поле бессилового жгута стремиться к нулю на той магнитной поверхности, где ток меняет знак, при этом плотность азимутального тока и бессиловой параметр начинают неограниченно расти вблизи этой поверхности, приближаясь к разрыву. Токовая скорость электронов здесь неизбежно превысит скорость ионного звука, и возникнет плазменная неустойчивость. Рассеяние электронов на ионно-звуковых плазмонах резко (на 7 порядков) понизит проводимость плазмы и вызовет быструю, вспышечную диссипацию магнитной энергии жгута, т. е. уменьшение амплитуды поля и токов и, соответственно, расширение сечения жгута. Так будет сформирован первый пик излучения вспышки. При этом вращающий момент (torque), приложенный к каждому сечению скрученного жгута, будет сильно ослаблен в области энерговыделения. В равновесии torque должен быть одинаков вдоль всей длины петли, поэтому возникнет перенос потока азимутального поля альвеновскими волнами из ног петли к ее вершине. Выравнивание torque вдоль оси жгута возвратит жгут в первоначальное состояние, после чего формируется второй пик вспышечного излучения, и процесс повторяется несколько раз, пока запас связанной с токами свободной магнитной энергии во всей петле значительно не уменьшится. Колебания радиуса сечения жгута, сопровождающие пики его излучения, представляют собою специфический тип колебаний системы с переменной во времени жесткостью: в них сильно меняется напряженность магнитного поля, обеспечивающая возвращающую силу. Расчет таких колебаний позволяет добиться не только качественного, но и количественного соответствия теоретической модели и наблюдательных данных.

Об авторах

А. А. Соловьев

Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН

Email: solov@gaoran.ru
Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. E.G. Kupriyanova, V.F. Melnikov, V.M. Nakariakov, К. Shibasaki, Solar Phys. 267, 329–342 (2010).
  2. D.Y. Kolotkov, V.M. Nakariakov, E.G. Kupriyanova, H. Ratcliffe, K. Shibasaki, Astron. and Astrophys. 574, A53 (2015).
  3. I.V. Zimovets, J.A. McLaughlin, A.K. Srivastava, et al., Space Science Reviews 217, 66 (2021).
  4. A. Inglis, L. Hayes, S. Guidoni et al., Bulletin of the AAS 55, 3, 181 (2023).
  5. А.А. Solov’ev, K. Murawski, Astrophys. аnd Space Science 350, 11 (2014).
  6. A.A. Solov’ev, E.A. Kirichek, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 505, 4406–4416 (2021).
  7. A.A. Solov’ev, E.A. Kirichek, Astronomy Letters 49, 5, 256–268 (2023).
  8. A.A. Solov’ev and E.A. Kirichek, Astronomy Letters 51, №9, 50–58 (2024).
  9. A.A. Solov’ev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 515, 4, 4981–4989 (2022).
  10. A.A. Solov’ev, O.A. Korolkova, E.A. Kirichek, Geomagnetism and Aeronomy 63, 8, 10–25 (2023).
  11. E.N. Parker Cosmical Magnetic Fields. Part 1 (Clarendon Press, Oxford, 1979).
  12. E.N. Parker Conversations on Electric and Magnetic Field in the Cosmos (Princeton Univ. Press, Princeton, NJ, 2007).
  13. Б.Б. Кадомцев Пересоединение силовых линий в магнитной гидродинамике (М.: Наука, в сб. “Нелинейные волны” под ред. А.В. Гапонова-Грехова, 131–163, 1979).
  14. В.Д. Шафранов Равновесие плазмы в магнитном поле. Вопросы теории плазмы (М. Атомиздат, вып. 2, 92–132, 1962).
  15. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц Электродинамика сплошных сред. Том 8 (М.: Физматлит. 2003).
  16. A.A. Solov’ev, Astronomy Reports 101, 6, 565–574 (2024).
  17. Л.А. Арцимович, Р.З. Сагдеев Физика плазмы для физиков (М.: Атомиздат, 1979).
  18. G.D. Fleishman, E.G. Dale, B.Chen, et al., Science 367, 278–280 (2020).
  19. G.D. Fleishman, G.M. Nita, B. Chen, et al., Nature 606, 674–677 (2022).
  20. A.H. Nayfeh Introduction to Perturbation Techniques (New York, 1981).
  21. S.R. Kane, K. Kai, T. Kosugi, S. Enome, P.B. Landecker, D.L. McKenzie, Astrophys. J. 271, 376 (1983).
  22. S. Krucker, M. Battaglia, P.J. Cargill, et al., Astron. and Astrophys. 16, 155–208 (2008).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025