НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o097.pdf (1040.38Кб)

УДК 520.27; 533.9.082.74; 52-77

1 Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург, Россия 2 Крымская астрофизическая обсерватория РАН, п. Научный, Крым, Россия 3 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия 4 Научно-исследовательский радиофизический институт «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского», Нижний Новгород, Россия 5 Астрономический институт им. В.В. Соболева Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург, Россия

Радиотелескоп РТ-7,5 МГТУ им. Н.Э. Баумана ведет постоянную работу по наблюдениям активных областей на Солнце на частотах 93 и 140 ГГц (3.2 и 2.2 мм соответственно). Особая роль уделяется наблюдениям солнечных вспышек. Данный частотный диапазон является мало изученным, тогда как, он позволяет получать уникальные данные о физических параметрах хромосферной плазмы вспышечных петель (Шустиков и др. 2015).
Данная работа посвящена детальному исследованию и интерпретации характерных особенностей спектра радиоизлучения солнечной вспышки, наблюдавшейся на радиотелескопе РТ-7,5 МГТУ на частотах 93 и 140 ГГц, когда происходил рост потока излучения с частотой. Положительный наклон спектра суб-ТГц радиоизлучения ранее наблюдался лишь эпизодически на частотах 200 и 400 ГГц (Kaufmann et al., 2009). В настоящее время данный эффект не имеет однозначной интерпретации из-за отсутствия достаточного количества наблюдательного материала с необходимым частотным разрешением в суб-ТГц радиодиапазоне (Krucker et al., 2013).
В работе, на примере вспышечного события 5 июля 2012 г рентгеновского класса GOES М6.1, с помощью численного моделирования спектра плотности потока радиоизлучения показано, что обнаруженный положительный наклон спектра данной вспышки между частотами 93 и 140 ГГц можно объяснить наличием единой популяции низкоэнергичных и высокоэнергичных электронов, генерация которых происходит в хромосфере-переходной области Солнца. Такой подход дает возможность предположить, что эффективное ускорение электронов происходит в хромосферной части скрученных магнитных петель, а не только в короне, как считалось ранее.
Используемые в работе наблюдательные данные, методы их получения и обработки кратко описаны в разделе 1. Основной результат численного моделирования спектра радиоизлучения вспышки представлен в разделе 2. Обсуждение результатов и выводы предложены в разделе 3.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 16-12-10448.
Часть работы выполнена при поддержке грантов РФФИ 15-02-08028 A и РФФИ 16-32-00535 мол_а.

1. Рыжов В.С., Жильцов А.В., Шумов А.В., Шустиков В.Ю. Долговременные наблюдения миллиметрового радиоизлучения солнечных вспышек на радиотелескопе РТ-7,5 МГТУ // В сборнике: Радиолокация, навигация, связь XX Международная научно-техническая конференция. 2014. С. 1821-1831.
2. Шустиков В.Ю., Шумов А.В., Рыжов В.С., Жильцов А.В. Результаты наблюдений миллиметрового радиоизлучения солнечных вспышек на радиотелескопе РТ-7.5 МГТУ им. Н.Э. Баумана // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 8. Режим доступа:http://engjournal.ru/catalog/pribor/radio/337.html (дата обращения 01.08.2015).
3. Шустиков, В.Ю., Шумов А.В., Цап Ю.Т., Жаркова Н.А., Моргачев А.С., Моторина Г.Г., Контарь Э.П., Нагнибеда В.Г., Рыжов В.С., Смирнова В.В., Стрекалова П.В. Моделирование суб-миллиметровой части спектра радиоизлучения солнечных вспышек // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. №9. С. 106-121. DOI:10.7463/0915.0812079
4. Brown J.C., Mallik P.C.V. Flare Hard X-Ray Sources Dominated by Nonthermal Recombination // The Astrophysical Journal Letters. Vol. 697. Iss. 1. P. L6-L9. DOI:10.1088/0004-637X/697/1/L6
5. Chertok I.M., Fomichev V.V., Gorgutsa R.V., Hildebrandt J., Krüger A., Magun A., Zaitsev V.V. Solar radio bursts with a spectral flattening at millimeter wavelengths // Solar Physics. 1995. Vol. 160, is. 1. P. 181-198. DOI:10.1007/BF00679104
6. Fleishman G.D., Kontar E.P. Sub-Thz radiation mechanisms in solar flares // The Astrophysical Journal Letters. 2010. Vol. 709, no. 2. P. L127-L132. DOI:10.1088/2041-8205/709/2/L127
7. Fleishman G.D., Kuznetsov A.A. Fast gyrosynchrotron codes // The Astrophysical Journal Letters. 2010. Vol. 721. no. 2. P. 1127 - 1141. DOI:10.1088/0004-637X/721/2/1127
8. Gimenez de Castro C.G., Trottet G., Silva-Valio A. et al. Submillimeter and X-ray observations of an X class flare // Astronomy & Astrophysics . 2009. Vol. 507, no. 1. P. 433-439. DOI:10.1051/0004-6361/200912028
9. Kaufmann P., Raulin J.-P., Correia E., Costa J.E.R., Guillermo C., de Castro Giménez, Silva A.V.R., Levato H., Rovira M., Mandrini C., Fernández-Borda R., Bauer O. Solar flare observations at submm-waves // Proceedings of IAU Symposium. Vol. 203. Publ. by Astronomical Society of the Pacific. 2001. P. 283-286.
10. Kaufmann P., Trottet G., Gimenez de Castro C.G., Raulin J.-P., Krucker S., Shih A.Y., Levato H. Sub-terahertz, Microwaves and High Energy Emissions During the 6 December 2006 Flare, at 18:40 UT // Solar Physics. 2009. Vol. 255, is. 1. P. 131 - 142. DOI:10.1007/s11207-008-9312-7
11. Krucker S., Gimenez de Castro C.G., Hudson H.S., et al. Solar flares at submillimeter wavelengths // The Astronomy and Astrophysics Review. 2013. Vol. 21. Art. id.58. DOI:10.1007/s00159-013-0058-3
12. Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J., et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO) // Solar Physics. 2012. Vol. 275, is. 1. P. 17-40. DOI:10.1007/s11207-011-9776-8
13. Lin R.P., Dennis B.R., Hurford G.J., et al. The Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) // Solar Physics. 2002. Vol. 210, is. 1. P. 3-32. DOI:10.1023/A:1022428818870
14. Luthi T., Magun A., Miller M. First observation of a solar X-class flare in the submillimeter range with KOSMA // Astronomy & Astrophysics . 2004. Vol. 415. P. 1123-1132. DOI:10.1051/0004-6361:20034624
15. Raulin J.-P., White S.M., Kundu M.R., Silva A.V.R., Shibasaki K. Multiple Components in the Millimeter Emission of a Solar Flare // The Astrophysical Journal Letters. 1999. Vol. 522, no. 1. P. 547. DOI:10.1086/322974
16. Razin V.A. To the theory of radio emission spectra caused by discrete sources at frequencies lower than 30 MHz // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Radiofizika. 1960. No. 3. P. 584-594.
17. Rozanov B.A. Millimeter range radio telescope RT-7,5 BMSTU // Reviews of USSR Universities. Part 3. Radio electronics. 1981. Vol. 3. P. 3-10.
18. Silva A.V.R., Share G.H., Murphy R.J., Costa J.E.R., Giménez de Castro C.G., Raulin J.-P., Kaufmann P. Evidence that Synchrotron Emission from Nonthermal Electrons Produces the Increasing Submillimeter Spectral Component in Solar Flares // Solar Physics. 2007. Vol. 245, is. 2. P. 311-326. DOI:10.1007/s11207-007-9044-0
19. Smirnova V.V., Nagnibeda V.G., Ryzhov V.S., Zhil’tsov A.V., Solov’ev A.A. Observations of sub-terahertz radiation of solar flares with an RT-7.5 radiotelescope // Geomagnetism and Aeronomy. 2013. Vol. 53, is 8. P. 997-999. DOI:10.1134/S0016793213080239
20. Trottet G, Raulin J., Kaufmann P. et al. First detection of the impulsive and extended phases of a solar radio burst above 200 GHz // Astronomy and Astrophysics . 2002. Vol. 381, no. 2. P. 694-702. DOI:10.1051/0004-6361:20011556
21. Trottet G., Raulin J.-P., Gimenez de Castro G., Lüthi T., Caspi A., Mandrini C.H., Luoni M.L., Kaufmann P. Origin of the submillimeter radio emission during the time-extended phase of a solar flare // Solar Physics. 2011. Vol. 273, is. 2. P. 339-361. DOI:10.1007/s11207-011-9875-6
22. Tsap Yu.T., Stepanov A.V., Kopylova Yu.G. Ambipolar diffusion and magnetic reconnection // Astronomy Reports. Vol. 56. Iss. 2. P. 138-145. DOI:10.1134/S1063772912020084
23. Tsap Y.T., Smirnova V.V., Morgachev A.S., Motorina G.G., Kontar E.P., Nagnibeda V.G., Strekalova P.V. On the origin of 140 GHz emission from the 4 July 2012 solar flare // Advances in Space Research. Vol. 57. Iss. 7. P. 1449-1455. DOI:10.1016/j.asr.2015.12.037
24. White S.M., Thomas R.J., Schwartz R.A. Updated expressions for determining temperatures and emission measures from GOES soft X-ray measurements // Solar Physics. 2005. Vol. 227, is. 2. P. 231 - 248. DOI:10.1007/s11207-005-2445-z
25. Zaitsev V.V., Stepanov A.V., Melnikov V.F. Sub-terahertz emission from solar flares: The plasma mechanism of chromospheric emission // Astronomy Letters. Vol. 39. Iss. 9. P. 650-659. DOI:10.1134/S1063773713090089
26. Zaitsev V.V., Urpo S., Stepanov A.V. Temporal dynamics of Joule heating and DC-electric field acceleration in single flare loop // Astronomy and Astrophysics. Vol. 357. P.1105-1114