Монтаев А.Б. студент магистратуры 2 курса
Мухин С. С. студент магистратуры 2 курса
Удаев М.Ш. студент магистратуры 2 курса ФГБОУВО «КалмГУ им. Б.Б. Городовикова»
Россия, г. Элиста О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ ФОРМИРОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХСПИКУЛ Аннотация:одной из классических проблем солнечной физики является решение задач, связанных с активными процессами, проходящими в солнечной атмосфере. Спикулыявляются одним из структурных элементов солнечной хромосферы и обнаруживают тесную связь с ячейками супергрануляции. При этом механизмы ответственные за их формирование неясны до сих пор. Этой короткой заметкой мы хотим рассмотреть некоторые возможные физические процессы, способные формировать такие структуры.
Ключевые слова: Спикулы, хромосфера, Солнце
Montaev A.B. undergraduate, 2 year
KalmSU Russia, Elista Mukhin S.S. undergraduate, 2 year
KalmSU Russia, Elista Udaev M.Sh. undergraduate, 2 year
KalmSU Russia, Elista
ON THE POSSIBLE MECHANISMS OF THE FORMATION OF
SOLAR SPICULES
Annotation: one of the classic problems of solar physics is the solution of problems associated with active processes taking place in the solar atmosphere. Spicules are one of the structural elements of the solar chromosphere and exhibit a close relationship with supergranulation cells. In this case, the mechanisms responsible for their formation are still unclear. In this short note we want to consider some possible physical processes capable of forming such structures. Key words: Spicules, chromosphere, Sun
Спикулы — основные элементы тонкой структуры хромосферы Солнца. Если наблюдать лимб Солнца в свете определённой спектральной линии, то спикулы будут видны как достаточно тонкие, в масштабах Солнца (диаметром от 500 до 1200 км) столбики светящейся плазмы. Эти столбики выбрасываются из нижней хромосферы со скоростью около 20 км/с на 5—10
тыс. км вверх. Спикула живёт 5—10 минут, её максимальная длина — от 10 до 20 тыс. км. Количество спикул, существующих на Солнце одновременно, составляет около миллиона, они покрывают около 1 % площади диска Солнца. Практически все спикулы находятся на границах супергранул; таким образом, хромосферная сетка состоит именно из них.
Было множество попыток теоретически объяснить, как рождаются спикулы. Большинство ранних моделей в основном имели описательный или аналитический характер. Скорости спикулсравнимы со звуковыми и альфвеновскими скоростями фотосферной и хромосферных областей, где они существуют. При моделировании солнечных спикул используются как линейные, так и нелинейные методы исследования. При этом нелинейные методы необходимы для детального описания реакции солнечной атмосферы на исследуемые двигательные процессы. В результате нелинейные численные методы открыли совершенно новый и продуктивный путь для исследования гидродинамических и магнитогидродинамических (МГД) проблем, связанных со спикулами.
В связи сразвитием и распространением компьютеров с конца 1970-х годов было несколько попыток описать происхождение и эволюцию спикул с использованием нелинейных численных моделирований, но при этом численные модели так же имеют ряд ограничений. Также отметим, что некоторые аналитические подходы касаются вопроса энергии спикул. Моделирование начинается с некоторой формы накопления энергии в фотосфере или в хромосфере, которая простирается от фотосферы до короны. В результате накопления энергии,вещество из хромосферы попадает в корону, и во многих случаях этот материал обладает свойствами, примерно соответствующими наблюдениям в спикулах. Насколько хорошо результаты моделирования соответствуют наблюдениям, зависит от формы и расположения накопленной энергии. Выделяют три типа процессов накопленияэнергии:
а) Импульс скорости или давления, хромосферного вещества вблизи основания магнитных трубок. Импульс скорости может быть естественным следствием конвекции и проявляется в гранулированных движениях, взаимодействующих с материей вблизи основания магнитных трубок, в то время как импульс давления может быть результатом выделения энергии из -за, повторного соединения между малыми магнитными элементами.
(б) Импульс давления, возникает в хромосфере, из-заповторного соединения с каким-либо другим источником энергии, который может стимулировать яркость, наблюдаемую в хромосфере и области перехода. (в) Альфвеновские волны, генерируемые завихрениями или возмущениями при основании магнитного потока.
Также высказываются гипотезы о возможном формировании спикул в результате развития ветровой неустойчивости переходного слоя от фотосферы к хромосфере Солнца, либо в результате развития неустойчивости Кельвина-Гельмгольца.
Спикулы тяжело изучать из-за ограничений приборов, используемых до сих пор для их изучения. Следовательно, многие из их свойств неизвестны. И из-за таких неопределенностейпоявляются теоретические проблемы моделирования.
Использованные источники:
1. Sterling A.C. Solar Spicules: A Review of Recent Models and Targets for Future Observations
2. Гуляев Р.А. // Солнечные данные. 1988. Т. 12. С. 97.
3. Мусцевой В.В., Соловьев А.А. // Астрономический журнал. 1997. Т. 74. N
3. C. 254.
4. Miles J.W. // J. Fluid. Mech. 1957. V. 3. P. 185.
5. Степанянц Ю.А., Фабрикант А.Л. // Успехи физ. наук. 1989. Т. 159. Вып. 1.С. 83.