К ДИАГНОСТИКЕ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК: РЕЖИМЫ И ИСТОЧНИКИ Ковалев В.А. (ИЗМИРАН) vic.kov@yandex.ru Конференция «Физика плазмы в Солнечной системе», ИКИ, 14-18. - презентация

1 К ДИАГНОСТИКЕ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК: РЕЖИМЫ И ИСТОЧНИКИ Ковалев В.А. (ИЗМИРАН) Конференция «Физика плазмы в Солнечной системе», ИКИ, февраля 2011г СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2 СПИСОК СТАТЕЙ ПО ТЕМЕ Ковалев В.А., Чернов Г.П., Ханаока Й. Письма в АЖ, 2001 Ковалев В.А., Сомов Б.В., Письма в АЖ, 2003 Ковалев В.А., Ковалев И.В., Нелинейный мир, 2009 Биленко И.А., Ковалев В.А., Письма в АЖ, 2009 Ковалев В.А., Лаптухов А.И. Физика плазмы, 2009; Ковалев В.А., Нелинейный мир, 2010 Ковалев В.А., Вальчук Т.Е.,Ишков В.Н., Костюченко И.Г., Савченко М.И., Чариков Ю.Е., Пулковский сборник, 2010

3 ПЛАН Дифференциальный метод Обнаружение быстрых и медленных режимов T, EM Начало вспышки: быстрый нагрев + уменьшение ЕМ Расщепленный максимум Н(Т) Режимы и (T-EM) диаграмма («гистерезис») Новый эффект связи жесткого рентгена Источник нагрева Быстрый нагрев в режиме «с обострением» Медленный нагрев – результат роста охлаждения (ЕМ) Ускорение и нагрев в магнитной ловушке с перетяжками Наблюдения перетяжек? Термомагнитные волны в трубке и накопление энергии К модели вспышки с перетяжками

4 Дифференциальный метод экспоненциальный H = const быстрый |H| возрастает медленный |H| уменьшается |H| -1 - характерное время

5 Вспышка GOES X10/ 2B Биленко И.А., Ковалев В.А.., Письма в АЖ, 2009 Основные интервалы вспышечного импульса

6 Вспышка С2.7/SF КОРОНАС-ФОТОН По сглаженным значениям суммарного ( )кэВ потока SXR вычисленные температура плазмы T (кэВ), мера эмиссии EM (10 48 см –3 ) и их логарифмические производные Н(Т), Н(ЕМ) Ковалев В.А., Вальчук Т.Е.,Ишков В.Н., Костюченко И.Г., Савченко М.И., Чариков Ю.Е., Пулковский сборник, 2010 Расщепление Н(Т) dim EM

7 (T-EM) –диаграмма («гистерезис») и режимы нагрева начало быстрого роста ЕМ интервалы с A A В Расщепление Н(Т): А, В - «точки поворота» А (240с.): минимум ЕМ В (310с.): максимум Н max переключение на медленный нагрев,

8 Исходные и сглаженные значения суммарного ( ) кэВ потока SXR (10 –7 Вт/м 2 ) и жесткого рентгена HXR (>20кэВ) (КОРОНАС-ФОТОН вспышки С2.7/SF, производная меры эмиссии ЕМ Наличие одновременно F НXR и F SXR указывает на одновременное ускорение частиц и нагрев плазмы Новый эффект: максимумы F НXR и Н(ЕМ) совпадают t t HXR dttF ln(EM) 0 // )(

9 Быстрый и медленный нагрев: источники внутренняя энергия в пренебрежении охлаждением в пренебрежении охлаждением радиационное охлаждение источник нагрева тепловой поток Уравнение энергии

10 Начало вспышки ( )c. (пик А): быстрый нагрев при уменьшении ЕМ источник нагрева ~ ( )

11 Быстрый нагрев без учета диссипации быстрый, режим с «обострением»:- возрастает Зависимость от начальных условий экспоненциальный медленный

12 Медленный нагрев: источник + радиационное охлаждение при (>310 c.): Оценка по H max быстрый рост ЕМ оценка сверху: ~ H=H max T H = 1.12 кэВ и T max =1.7 кэВ

13 Источник ускорения и нагрева в магнитной трубке: деформируемая ловушка : сходящиеся перетяжки продольный адиабатический инвариант (механизм Ферми) поперечный адиабатический инвариант (бэтатронный механизм) Ковалев В.А., Сомов Б.В., Письма в АЖ, 2003

14 Неэкспоненциальный спад Т(t) медленный, ( )с. 550 с. – максимум ЕМ быстрый, ( )с.

15 Локализованные структуры вспышечной плазмы – результат перетяжек магнитных трубок? В SXR на фоне «теплой» плазмы с 0.6 кэВ обнару- ружены мелкомасштабные с минимальным размером 2000 км высокотемпературные (2-5) кэВ структуры. В магнитной петле структуры имеют вид гирлянды горячих ядер Структуры формируются, «взаимодействуют» между Ковалев В.А., Чернов Г.П., Ханаока Й., Письма в АЖ, 2001 Т e 05:06: :11:28 YOHKOH/SXT,HXT собой, объединяются и исчезают. Кратковременные (менее минуты); квазистационарные – на протяжении всей горячей фазы вспышки.

16 Термомагнитные слои магнитной трубки. Накопление энергии На основе стационарных решений уравнений двухжидкостной МГД показано, что в результате тепловой неустойчивости могут устанавливаться стоячие термомагнитные волны. m=0 m=1 m=2 функция Бесселя го порядка Для теплопроводности поперек магнитного поля (T) n 2 T 1/2 B 2 при n=10 9 см -3, Т=10 6 К, В >10 Гс неустойчив ы Ковалев В.А., Лаптухов А.И. Физика плазмы, 2009;

17 Нагрев плазмы Ловушка со сходя- щимися пробками Ускорение заряженных частиц Перетяжки магнитной трубки Высыпание в пробки Нагрев хромосферы «Испарение» и заполнение ловушки Кинетическая энергия перетяжек + энергия термо- магнитных слоев К модели вспышки

18 Основные выводы В профилях потоков рентгена, T и EM обнаружены быстрые и медленные неэкспоненциальные режимы. Быстрый рост Т в начале вспышки является результатом ускорения частиц и нагрева плазмы в магнитной ловушке Переключение быстрого нагрева на медленный возни- кает в результате усиления радиационного охлаждения, обусловленного быстрым «испарением» хромосферы Новые эффекты: максимумы потока жесткого рентгена и Н(ЕМ) совпадают; двухступенчатое уменьшение ЕМ Источник нагрева Т b ; наблюдения: 1< b < 3 в ловушке со сходящимися перетяжками b ~ 1.5 Наличие перетяжек подтверждается наблюдениями мелкомасштабных высокотемпературных структур Накопление энергии в термомагнитных слоях магнитных трубок Предложена модель вспышки с перетяжками

19 Спасибо за внимание!