Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Степанов Е. А., Майоров А. О., Романов К. В., Романов Д. В., Романов В. А. Математическое моделирование развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей в конвективной зоне Солнца // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2021. Т. 21, вып. 2. С. 106-115. DOI: 10.18500/1817-3020-2021-21-2-106-115, EDN: DZYYVB

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.05.2021
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 404)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Теоретическая и математическая физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
533.951
DOI: 
10.18500/1817-3020-2021-21-2-106-115
EDN: 
DZYYVB

Математическое моделирование развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей в конвективной зоне Солнца

Авторы: 
Степанов Евгений Александрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Майоров Александр Олегович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Романов Константин Валерьевич, Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева
Романов Дмитрий Валерьевич, Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева
Романов Валерий Александрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Рассмотрен физический механизм генерации устойчивого волнового потока на фотосферном уровне, обеспечивающий аномальный прогрев солнечной атмосферы на различных стадиях цикла активности Солнца. На базе консервативной разностной схемы разработан алгоритм расчета динамики тонкой магнитной трубки при движении в конвективной зоне и солнечной атмосфере. Определены условия равновесия положения магнитной трубки на различных глубинах конвективной зоны, типы линейных колебаний трубки вблизи положения равновесия: быстрые (альфвеновские) и медленные (варикозные) волны. Исследуются условия потери устойчивости для медленных мод колебаний на различных глубинах конвективной зоны и развитие неустойчивости Паркера, приводящей к выбросу магнитных полей в атмосферу Солнца. Определен физический механизм генерации слабых ударных волн на фотосферном уровне всплывающими магнитными полями на нелинейной стадии развития (насыщения) неустойчивости Паркера.

Ключевые слова: 
солнечная атмосфера
аномальный прогрев
тонкая магнитная трубка
неустойчивость Паркера
разностная схема
Благодарности: 
Авторы благодарят академика РАН Сергея Владимировича Алексеенко за обсуждение материалов работы.
Список источников: 
  1. Зирин Г. Солнечная атмосфера. М. : Мир, 1969. 504 с.
  2. Прист Е. Р. Солнечная магнитогидродинамика. М. : Мир, 1985. 592 с.
  3. Паркер Э. М. Космические магнитные поля. Их формирование и проявления : в 2 т. М. : Мир, 1982. Т. 1. 608 с. ; Т. 2. 408 с.
  4. Hamada A., Asikainen T., Mursula K. New Homogeneous Dataset of Solar EUV Synoptic Maps from SOHO/EIT and SDO/AIA // Solar Phys. 2020. Vol. 295. P. 2. DOI: 10.1007/s11207-019-1563-y
  5. Alissandrakis C. E., Valentino A. Structure of the Transition Region and the Lower Corona from TRACE and SDO Observation Near the Limb // Solar Phys. 2019. Vol. 294. P. 96. DOI: 10.1007/s11207-019-1486-7
  6. Самарский А. А., Попов Ю. П. Разностные схемыгазовой динамики. М. : Наука, 1975. 352 с.
  7. Романов К. В. Математическое моделирование физических процессов аномального прогрева солнечной атмосферы : дис. ... канд. физ.-мат. наук. Новосибирск, 2002. 146 с.
  8. Bierman L. Z. Inhomogeneous stellar atmosphere models // Naturwissenschaften. 1946. Bd. 33. S. 118.
  9. Schwarzschild M. Stability of the Sun against spherical thermal perturbations // Astrophys. J. 1948. Vol. 107. P. 1.
  10. Deubner Franz-Ludwig. On the Powerspectrum of the Photospheric Resonance Oscillations // Solar Phys. 1972. Vol. 23. P. 304–308.
  11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. М. : Наука, 1986. 736 с.
  12. Ulmschneider P., Schmitz F., Kalkofen W., Bohn H. U. Acoustic Waves in the Solar Atmosphere V. On the chromosphere temperature rise // Astron. Astrophys. 1978. Vol. 70. P. 487–500.
  13. Ulmschneider P. On Frequency and Strength of Shock Waves in the Solar Atmosphere // Solar Phys. 1970. Vol. 12. P. 403–415.
  14. Майоров А. О., Романов К. В., Романов Д. В., Романов В. А. Численное моделирование физического механизма аномального прогрева солнечной атмосферы // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика. 2020. Т. 20, вып. 1. С. 4–15. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2020-20-1-4-15
  15. Vernazza J. E., Avertt E. H., Loeser R. Structure of the Solar chromosphere. I. Basic computation and summary of the results // Astrophys. J. 1973. Vol. 184. P. 605–631.
  16. Vasquez A. M., Frazin R. A., Vourlidas A., Ward B., Bart van der Holst, Russell A., Philippe L. Tomography of the Solar Corona with the Wide-Field Imager for the Parker Solar Probe // Solar Phys. 2019. Vol. 294. P. 81. DOI: 10.1007/s11207-019-1471-1
  17. McCauley P. I., Cairns I. H., White S. M., Mondal S., Lenc E., Morgan J., Oberoi D. The Low – Frequency Solar Corona in Circular Polarization // Solar Phys. 2019. Vol. 294. P. 106. DOI: 10.1007/s 11207-019-1502-y
  18. Parker E. N. Stellar fibril magnetic system. I. Reduced energy state // Astrophys. J. 1984. Vol. 283. P. 343–348.
  19. Piddington J. H. Solar magnetic fi elds and convection. VI. Basic properties of magnetic fl ux tubes // Astrophysics and Space Science. 1976. Vol. 45. P. 47–62.
  20. Spruit H. C. Motion of magnetic flux tubes in the solar convection zone and chromosphere // Astron. Astrophys. 1981. Vol. 98. P. 155–160.
  21. Christensen-Dalsgaard J., Dappen W., Ajukov S. V., Anderson E. R., Antia H. M., Basu S., Baturin V. A., Berthomieu G., Chaboyer B., Chitre S. M., Cox A. N., Demarque P., Donatowicz J., Dziembowski W. A., Gabriel M., Gough D. O., Guenther D. B., Guzik J. A., Harvey J. W., Hill F., Houdek G., Iglesias C. A., Kosovichev A. G., Leibacher J. W., Morel P., Proffi tt C. R., Provost J., Reiter J., Rhodes E. J. Jr., Rogers F. J., Roxburgh I. W., Thompson M. J., Ulrich R. K. The current state of Solar modeling // Science. 1996. Vol. 272. P. 1286.
  22. Романов Д. В. Математическое моделирование влияния многомерности на эволюцию магнитных полей и структуру аномального прогрева солнечной атмосферы : дис. ... канд. физ.-мат. наук. Красноярск, 2003. 128 c.
Поступила в редакцию: 
19.07.2020
Принята к публикации: 
06.03.2021
Опубликована: 
31.05.2021
  • 1097 просмотров