Наблюдение радиоизлучения Солнца
ГОУ ЦО № 000 г. Москва 11 класс
Научный руководитель: – научный сотрудник Государственного астрономического института им. МГУ
Целью работы является изучение полученных данных наблюдений полученных космическими аппаратами и наземными обсерваториями.
Задачи:
1. Сбор данных наблюдений
2. Анализ полученных данных
3. Вывод
Вступление
Солнце является источником мощного радио излучения. Во время активных явлений, поток радиоизлучения усиливается в несколько раз, наиболее важные явления – это вспышки. Со вспышками связаны мощные геомагнитные бури на Земле и поэтому они представляют большой практический интерес.
Получение данных
В наше время за вспышками следят в широком диапазоне: начиная с рентгеновского и заканчивая инфракрасным излучениями.
На Земле имеется обширная сеть радио-обсерваторий, которые постоянно получают данные в разных диапазонах (смотри таблицу 1).
Таблица 1
Длины волн | Название диапазона | Полоса частот |
100км — 1 км | Километровые | 3 – 300 КГц |
1 км — 100 м | гектометровые | 300 – 3000 КГц |
100 м — 10 м | декаметровые | 3 – 30 МГц |
10 м — 1 м | метровые | 30 – 300 МГц |
1 м — 100 мм | дециметровые | 300 – 3000 МГц |
100 мм — 10 мм | сантиметровые | 3 – 30 ГГц |
10 мм — 1 мм | миллиметровые | 30 – 300 ГГц |
В таблице 1 приведены основные диапазоны, в которых наблюдают за Солнцем. Важнейшие обсерватории находятся в Японии, во Франции, в США, в Австралии и в России:
1. Nobeyama, Японская обсерватория (рисунок 1.а).
2. Lesia, французская обсерватория (рисунок 1.б)
3. Kitt Peak National Observatory, американская обсерватория (рисунок 1.в)
4. VLA американская обсерватория (рисунок 1.г)
5. Culgoora, Австралия (рисунок 1.д)
6. Главная астрономическая обсерватория Российской академии наук в Пулково (рисунок 1.е)
7. РАТАН (САО) Россия (рисунок 1.ж)
Данные о физических процессах можно получают с помощью:
- динамических спектров (рисунок 2)
- сканов Солнечного диска (рисунок 3).
На рисунке 2 приведен типичный динамический спектр, на котором показано как изменяется поток радиоизлучения со временем. С помощью динамического спектра мы можем выделить основные типы радио всплесков:
II – ударная волна
III – пучок энергичных электронов
IV – плазменный сгусток
Так же есть радио всплески I и V типов, т. е. шумовые бури и электроны в арке магнитного поля, данные типы не рассматриваются в работе.
Проанализировав динамический спектр, мы можем судить о распространении ударной волны в солнечной короне, распространении пучка энергичных электронов и о движении плазменного сгустка.
На рисунке 3 показан скан Солнца, полученный японской обсерваторией Nobeyama, здесь представлены активные области снятые на частотах 17 и 34 ГГц в рентгене (3.а), Hά (3.b) и магнитограмма (3.c), по изображениям мы можем судить о том, где генерируется особо сильное радио излучение.
Однако, на поверхности Земли мы не можем регистрировать некоторую часть излучения Солнца, потому что атмосфера Земли поглощает часть излучаемых волн Солнца. Поэтому многие страны запускали спутники, которые следят за Солнцем в более широком диапазоне, и наиболее известные: SOHO, TRACE, GOES, WIND/WAVES. Основной задачей этих космических аппаратов – получение динамических спектров и фотографирование активных явлений на Солнце.
Анализ данных наблюдений
В качестве примера возьмем активные периоды в октябре 2003 и в январе 2005, во время которых наблюдались большие группы пятен и мощные вспышки. На рисунках 4.а, 4.б, которые получены космическим аппаратом SOHO, мы видим активные области на Солнце. Наиболее ценные данные о радио излучению были получены космическим аппаратом WIND/WAVES. (смотри рисунки 5.а, 5.б, 5.в). На рисунках мы видим, динамический спектр, по которому видно, что в диапазоне 20 КГц - 10 МГц резко усилился поток радиоизлучения во время вспышки.
В это время с Земли за Солнцем наблюдала японская обсерватория Nobeyama (рисунок 6 (movie)). На видео мы видим, как меняется радиоисточник в активной области на Солнце, для примера мною приведен кадр, взятый с этого видео во время пика активности.
Сопоставляя полученные данные с наземных и космических обсерваторий, мы можем более детально изучить происходящие явления на Солнце и понять происходящие физические явления в активные периоды. И именно совместные проекты будут давать наиболее полные данные, что поможет в дальнейшем исследовании солнечной активности.
Вывод
Нами были изучены характерные особенности радиоизлучения Солнца в активные периоды 2003 и 2005 годах, по полученным данным мы можем судить об условиях генерации радиоизлучения во время активных явлений. Так как имеет место запаздывание между возмущениями на Солнце и приходом к Земле энергичных частиц и ударной волны, то по радио излучению мы можем прогнозировать возникновение геомагнитных бурь на Земле, что очень важно в наше время.
Рисунок 1.а
Рисунок 1.б
Рисунок 1.в
Рисунок 1.г
Рисунок 1.д
Рисунок 1.е
Рисунок 1.ж
Рисунок 2
 |
рисунок 3
Рисунок 4.а
Рисунок 4.б
Рисунок 5.а
Рисунок 5.б
Рисунок 5.в
Рисунок 6.а
Рисунок 6.в
Рисунок 6.г
