Рентгеновская изображающая спектроскопия солнечной короны в проекте Коронас: создание аппаратуры и астрофизические результаты
Разработка новых методов получения информации о физических процессах, протекающих в солнечной короне. Орбитальные наблюдения и накопление экспериментального материала о спектральных и динамических характеристиках плазменных структур в солнечной короне.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2018 |
| Размер файла | 506,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
18
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. П.Н.ЛЕБЕДЕВА РАН
Рентгеновская изображающая спектроскопия солнечной короны в проекте Коронас: создание аппаратуры и астрофизические результаты
Специальность 01.03.02 Астрофизика и звездная астрономия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
доктора физико-математических наук
Кузин Сергей Вадимович
Москва 2010
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, академик РАН Зеленый Лев Матвеевич, ИКИ, г. Москва
доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Салащенко Николай Николаевич, ИФМ РАН, г. Нижний Новгород
доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Григорьев Виктор Михайлович, ИСЗФ СО РАН, г. Иркутск
Ведущая организация Учреждение Российской академии наук Институт Земного магнетизма и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова (ИЗМИРАН)
Защита состоится 27 декабря 2010 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 002.113.02 в конференц-зале (или в Зале отображения) Института космических исследований РАН по адресу: Москва,117997, ул. Профсоюзная 84\32, ИКИ РАН, подъезд 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Института космических исследований РАН
Автореферат разослан 25 ноября 2010 года
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат физико-математических наук ___________ А.Ю. Ткаченко
Общая характеристика работы
Актуальность темы
Предметом настоящей диссертационной работы является исследование структуры и динамики плазменных образований в короне Солнца методом изображающей спектроскопии мягкого рентгеновского и вакуумного ультрафиолетового (МР и ВУФ) диапазонов. Исследования проведены с использованием данных, полученных в серии экспериментов на космических аппаратах КОРОНАС-И, КОРОНАС-Ф и КОРОНАС-Фотон в 1994-2009 годах в разных фазах активности Солнца.
Объект исследования - солнечная корона, являющаяся внешней оболочкой Солнца Шкловский, И.С. Физика солнечной короны, Государственное изд-во физ.-мат. Литературы, Москва, 1962, Phillips, K.J.H. the Guide to the Sun, Cambridge University Press, 1995, Leon Golub and Jay M- Pasachoff, The Solar Corona, Cambridge University Press, 2010, Aschwanden, M. J., Physics of the Solar Corona. An Introduction with Problems and Solutions, Springer, New York, Berlin, 2005. Она расположена непосредственно над хромосферой, причем физические свойства вещества при переходе от хромосферы к короне меняются практически скачкообразно в исчезающе тонком, по солнечным масштабам, переходном слое: плотность плазмы падает с 1015 см-3 до 108-109 см-3 а температура возрастает с 6000К до миллиона градусов (МК). При этом сильно увеличивается степень неоднородности плазмы как по температуре, так и по плотности. Это связано с тем, что, в отличие от фотосферы, в короне магнитное поле управляет веществом. Выходящие из нижних слоев Солнца силовые линии магнитного поля образуют в короне сложные разномасштабные конфигурации, как закрытые, так и открытые.
Корона является самой динамичной частью Солнца: процессы, происходящие в ней, имеют характерные времена развития от сотых долей секунды до суток. Многие из этих явлений сопровождаются накоплением, а затем выделением в различных формах большого количества энергии. Особенно мощные взрывообразные процессы, сопровождаемые выделением большого количества энергии в электромагнитном диапазоне и ускорением частиц, называются вспышками. Помимо выделения энергии в виде излучения, огромное количество кинетической энергии выделяется во время развития корональных выбросов масс (КВМ) и в виде солнечного ветра, распространяющегося в основном по открытым линиям магнитного поля.
В то же время в короне наиболее очевидно проявляется долговременная цикличность солнечной активности, связанная с переполюсовкой глобального магнитного поля. Ее внешние проявления связаны в первую очередь со значительным изменением интегрального потока МР и ВУФ излучения с 11-летней периодичностью.
С началом космических исследований Солнца механизмы нагрева короны, ускорения солнечного ветра, природа солнечных вспышек и другие частично получили свое объяснение. Однако в полной картине разнообразных явлений солнечной активности остается еще много нерешенных вопросов.
По этой причине исследование короны Солнца в настоящее время является одним из лидирующих направлений научных астрофизических исследований. Это связано также и с тем, что Солнце является уникальным объектом - единственной звездой, которую можно изучать с высоким пространственным и временным разрешением. Это позволяет получать данные об общих физических процессах, происходящих в глубине и на поверхности звезд.
Процессы, связанные с энерговыделением в короне Солнца, определяют состояние межпланетной и, в частности, околоземной среды. Они дают основной вклад в повышение радиационного фона, во многом определяют состояние магнитосферы, ионосферы и верхних слоев атмосферы Земли, и, таким образом, влияют на проявления техногенной деятельности человека. Поэтому исследование короны важно для изучения солнечно-земных связей, выработки прогноза геоэффективных событий и их возможных последствий. Эта область исследований бурно развивается в последнее время и носит название «космическая погода».
В силу поглощения МР и ВУФ излучения в атмосфере Земли, исследования короны Солнца в этих диапазонах спектра возможно только космическими методами. Пионерские исследования в этой области были начаты выдающимся советским ученым С.Л Мандельштамом в 1957 на втором искусственном спутнике Земли Мандельштам и др., Искусственные спутники Земли, 1961, вып. 10, стр 12. С начала 60-х годов прошлого века космические исследования короны в ФИАНе проводились под руководством И.А. Житника. В результате проведения большого количества космических экспериментов на ракетах, искусственных спутниках Земли и межпланетных станциях были получены приоритетные результаты в физике солнечной короны.
В настоящей работе представлены разработанные автором методы и аппаратура исследования солнечной короны в МР и ВУФ диапазонах спектра, направленные на количественное определение параметров плазмы и динамических характеристик в быстропротекающих процессах, а также основные астрофизические результаты, полученные при реализации этих методов в ходе экспериментов на борту космических аппаратов серии КОРОНАС.
Объект исследования
Объектом исследования является солнечная корона
Предмет исследования
Предметом исследования являются процессы энерговыделения, протекающие в солнечной короне.
Цель исследования
Получение новых экспериментальных данных о процессах накопления и трансформации энергии в солнечной короне и их астрофизическая интерпретация.
Задачи исследования
Разработка новых методов исследования короны Солнца в МР и ВУФ диапазонах спектра, их практическая реализация и интерпретация данных о физических процессах в различных слоях короны
Цель работы заключается в решении следующих основных задач:
Разработка новых методов получения информации о физических процессах, протекающих в солнечной короне.
Создание комплекса космических инструментов для реализации метода изображающей спектроскопии в МР и ВУФ диапазонах спектра.
Долговременные орбитальные наблюдения и накопление экспериментального материала о спектральных и динамических характеристиках плазменных структур в солнечной короне.
Определение физических параметров корональной плазмы и ее динамических характеристик в различных солнечных структурах.
Исследование высотного распределения температурного состава плазмы и процессов ее нагрева во внутренней короне.
Временной интервал выполнения данной работы составляет более 20 лет (с 1989 года). солнечный корона физический орбитальный
Научная новизна.
1. Разработаны и реализованы новые космические методы регистрации монохроматических изображений полного диска Солнца в МР и ВУФ диапазонах спектра, позволяющие исследовать динамические процессы в солнечной короне с высоким (до 1 секунды) временным разрешением при ограничении объемов передаваемой информации и внутреннюю (до нескольких солнечных радиусов) корону в ВУФ диапазоне спектра при наличии мощных засветок от диска Солнца.
2. Разработаны новые методики определения инструментальных характеристик оптических элементов, детекторов и приборов, позволившие получить абсолютные и относительные калибровочные данные, необходимые для интерпретации результатов.
3. Созданы космические спектрогелиографы и телескопы-коронографы для получения изображений полного Солнца с рекордным сочетанием характеристик: высоким спектральным, временным и пространственным разрешением в МР и ВУФ диапазонах.
4. Исследован новый класс явлений в корональной плазме с температурой 4-20 МК, плотностью ~109см-3 и временем жизни до суток.
5. В спектрах излучения активных областей и вспышек обнаружены эмиссионные линии, не наблюдавшиеся ранее, предложена идентификация 102 линий. Из них 18 линий наблюдаются только во вспышках.
6. Определены параметры плазмы (электронные и ионные плотности и температуры, мера эмиссии, периоды осцилляций) в различных корональных структурах: активных областях, вспышечных областях (в том числе - впервые для сверхмощных событий), долгоживущих высокотемпературных структурах и пр. Определены интегральные параметры корональной плазмы в период аномально низкого минимума 24 цикла солнечной активности (2009 г.).
7. Впервые исследована структура внутренней короны в ВУФ диапазоне и процессы формирования КВМ.
Положения, выносимые на защиту
1. Методы регистрации солнечных изображений в МР и ВУФ диапазонах спектра с высоким временным (до 1 секунды), пространственным (до 2) и спектральным (до 10-3) разрешением позволяют получать прямую информацию о состоянии, строении и динамике узкотемпературных слоев плазмы в солнечной короне в широком интервале температур (0.05-20МК) и высот (до 4 солнечных радиусов над диском Солнца).
2. Созданные инструменты для комплексного исследования активных процессов в солнечной короне в МР и ВУФ диапазонах позволили определить плотностно-температурные (пространственные и временные распределения ne и Te, температурные профили ДМЕ) и динамические (скорости распространения возмущений и периоды осцилляций) характеристики плазмы различных структур в короне Солнца.
3. На основе анализа монохроматических изображений в линии иона Mg XII 8.42 Е обнаружены крупномасштабные (до 100 тыс.км) высокотемпературные (более 10МК) структуры, расположенные на больших высотах (до 100 тыс.км над лимбом) и с длительным (до суток) временем жизни. Установлена связь таких структур с постэруптивными аркадами, определены их температурный состав и плотность (~109 см-3), показана существенная роль плазмы с температурой 4 - 10 МК в их энергобюджете. Впервые установлено, что в активных областях в отсутствии вспышек имеется плазмы с температурой около 10 МК.
4. По данным комплекса приборов ТЕСИС/КОРОНАС-Фотон установлено, что аномально низкий минимум 24 цикла солнечной активности (интенсивность МР излучения составила 1.31018 Вт) характеризовался средними значениями температуры короны 1.8МК, меры эмиссии 41047 см-3, плотности плазмы 108 см-3 и тепловой энергии 21023 Дж. Микроактивность, характеризуемая плотностью потока в МР диапазоне на уровне (1-5)10-13 Вт см -2 , приводила к разогреву плазменных образований до 10 МК.
5. Впервые по монохроматическим изображениям в излучении линий ионов Fe IX 171 Е и He II 304 Е с высоким пространственным (до 2) и временным (до 10 мин) разрешением выделены компоненты КВМ с температурами, характерными для плазмы короны и протуберанцев, исследованы их тонкая структура и динамика развития на высотах до 4 солнечных радиусов, выявлен сценарий возникновения корональных выбросов в результате эрупции протуберанца.
Личный вклад автора
Автором разработана аппаратура и поставлены эксперименты со спектрогелиометром РЕС на спутнике КОРОНАС-И, комплексом СПИРИТ на спутнике КОРОНАС-Ф. Автор являлся научным руководителем комплекса ТЕСИС на спутнике КОРОНАС-Фотон. Эксперименты с помощью указанных выше приборов, обработка данных и их физическая интерпретация проводились под руководством и при участии автора.
Все изложенные в диссертационной работе оригинальные научные результаты получены лично автором, либо при его руководстве и непосредственном участии.
Автором было разработано направление исследования высокотемпературных плазменных структур солнечной короны методом изображающей рентгеновской спектроскопии, основаным на одновременной регистрации изображений в различных монохроматических линиях.
Научное и практическое значение работы
1. Метод регистрации слабых изображений в ВУФ диапазоне спектра рядом с более ярким (на 2-3 порядка) протяженным источником, реализованный в серии коронографов, позволил получить недоступную ранее детальную информацию о параметрах корональной плазмы на малых высотах. Этот метод открывает возможность дальнейшего значительного совершенствования параметров бортовых телескопов в части наблюдения процессов во внутренней короне Солнца.
2. Метод регистрации непрогнозируемых процессов длительностью несколько минут при ограниченном объеме сохраняемой информации, реализованный в аппаратно-программным комплексе управления, позволил зафиксировать быстропротекающие процессы на Солнце с рекордным временным разрешением, исследовать динамические характеристики вспышек и других событий. Применение этого метода в аппаратуре, предназначенной для регистрации случайных процессов, позволит существенно сократить объемы накапливаемой информации и упростить ее анализ.
3. Созданные элементы рентгеновской оптики (дифракционные решетки, брэгговские зеркала, рентгеновские детекторы и пр.) и приборы (МР и ВУФ спектрогелиометры и телескопы-коронографы) и разработанные методики их контроля и калибровок позволили провести регистрацию процессов в короне Солнца с рекордными по совокупности характеристиками. В ходе экспериментов с их использованием получены новые данные о характеристиках корональных плазменных структур. Использование этих инструментов в солнечных, астрофизических и лабораторных исследованиях высокотемпературной плазмы позволит сократить время проведения экспериментов и упростить интерпретацию получаемых данных.
4. Получено более 600 тысяч монохроматических и узкополосных (в МР и ВУФ диапазонах спектра) изображений солнечной короны в различных фазах 23-24 циклов солнечной активности и создана база данных. С использованием этих данных проведены комплексные исследования различных структур и процессов во внутренней короне Солнца, в том числе впервые - высокотемпературных плазменных структур, внутренней короны на высотах до 4 радиусов над лимбом, микроактивности Солнца, сверхмощных вспышек балла Х. Данные активно используются отечественными и зарубежными учеными, проводящими исследования в области физики Солнца.
5. Расширен каталог эмиссионных корональных линий в диапазонах 176ч209Е и 279ч335 Е, со 140 до 165 линий. На основании полученных спектров проведена диагностика электронной температуры, плотности и ДЭМ различных структур в солнечной короне. Полученные спектры дают возможность экспериментального уточнения длин волн и отождествления линий, соответствующих как оптически разрешенным, так и запрещенным переходам в многозарядных ионах.
6. Открыт новый класс компактных объектов в высокотемпературной плазме солнечной короны, который характеризуется температурой ~10 МК, плотностью ~109см-3, временем жизни от нескольких часов до суток, и расположением в короне на высотах до 100 тыс. км над лимбом. Впервые в «безвспышечных» активных областях установлено наличие горячей плазмы с температурой порядка и более 10 МК и определен температурный состав вспышечной плазмы. Предложены новые модели нагрева плазмы ударной волной, которые могут быть использованы для анализа других процессов, происходящих в астрофизической и лабораторной плазме.
7. С помощью спектрофотометра SphinX, входящего в комплекс ТЕСИС, получены прецизионные данные о рентгеновском (0.8-10 Е) потоке Солнца в период аномального минимума 24 цикла солнечной активности. На основе этих данных Солнце можно определить как звезду с наиболее слабым рентгеновским излучением в сфере радиусом 23 световых года. В активных областях в это время зарегистрирована рентгеновская активность на уровне (1-5)10-9 Вт/м2, которые приводили к локальному разогреву плазмы до температуры выше 10МК. Использование спектрофотометра для регулярных наблюдений Солнца позволит ввести новые критерии чувствительности и точности измерения интегрального рентгеновского потока в мониторинге солнечной активности, что необходимо для решения современных задач солнечной физики и прогноза космической погоды.
8. Предложенные и апробированные методы наблюдения потенциально геоэффективных событий на разных стадиях цикла солнечной активности могут быть использованы для прогноза космической погоды.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались на семинарах и ученых советах Отдела спектроскопии и Отделения оптики ФИАН и других научно-исследовательских центрах, 38 национальных и международных конференциях, в том числе:
· SPIE International Symposium, SPIE's 39th Annual Meeting, 17-28 июля, 1994, Сан-Диего, США
· 2nd Swedish-Russian seminar `High-resolution VUV Spectroscopy of Complex Atoms', 1997, 1-4 октября, Лунд, Швеция
· ISCS Symposium “Solar Variability: From Core To Outer Frontiers”, Прага, 9-14 сентября 2002
· ISCS Symposium “Solar Variability as an input to the Earth's Environment”, Tatranska Lomnica, Slovakia, 23-28 June 2003.
· 34th COSPAR Scientific Assembly - The Second World Space Congress, 10-19 октября 2002, Хьюстон, США
· Конференция «Актуальные проблемы физики солнечной и звездной активности». Н.Новгород, 2-7 июня 2003
· Всероссийская конференция, посвященная 90-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.Е.Степанова. Иркутск, ИСЗФ СО РАН, 24-30 августа 2003 г.
· Конференция памяти академика Андрея Борисовича Северного «Солнце и космическая погода», 9-14 июня 2003 года, п. Научный, Украина
· Совещания «Рентгеновская оптика», позднее - симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника-2006», Нижний Новгород, в 1997, 1998, 2000, 2002-2010 гг.
· Научная сессия МИФИ-2004, 19-23 января 2004 года, Москва
· Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2004, 3-10 июня 2004, Москва
· IAU Symposium 223, 14-19 июня 2004 года, Санкт-Петербург
· IAU Symposium 226, 13-17 сентября 2004 года, Пекин, Китай
· Международный симпозиум SEE, 12-14 июля 2004 г., Москва
· 35th COSPAR Scientific Assembly, Paris, France, 19-25 июля 2004 года
· 42 сессия комитета по мирному использованию космического пространства при ООН, 21 февраля - 4 марта 2005 года, Вена, Австрия
· SPM-11 conference “The Dynamic Sun: Challenges for Theory and Observations”, 11 - 16 Сентября 2005, Левин, Бельгия
· XXIII Съезд по спектроскопии, 17-21 октября 2005 г., Звенигород, Московская обл
· Всероссийская конференция "Экспериментальные и теоретические исследования основ прогнозирования гелиогеофизической активности", 10-15 октября 2005, г. Троицк
· Solar Extreme Events: Fundamental Science and Applied Aspects(SEE-2005)International Symposium 26-30 Сентября 2005, Нор-Амберд, Армения
· IAU Symposium 233, 31марта-4 апреля 2006 года, Каир, Египет
· SOLAR ORBITER WORKSHOP II, 16-20 октября 2006, Афины, Греция
· "Солнце: активное и переменное", 2-8 сентября 2007 г, п.Научный, Украина
· Конференции «Физика плазмы в солнечной системе», ИКИ РАН, Москва (2007, 2008, 2009, 2010)
· SOHO 20 - Transient Events on the Sun and in the Heliosphere 27-31 августа, 2007, Гент, Бельгия
· Рабочее совещание «Рентгеновская оптика - 2008», Черноголовка, 6-9 октября 2008 г
· "100 лет Тунгусскому феномену: прошлое, настоящее, будущее" 26-28 июня 2008 г. Москва,
· Heliophysics, Eclipses & Space Missions Workshop,4-6 Августа, 2008, Горно-Алтайск.
· 37th COSPAR Scientific Assembly 2008, Монреаль, Канада
· The second CORONAS-PHOTON and SPHINX workshop, 9-12 декабря 2008, Вроцлав, Польша
· 3rd Solar Orbiter Workshop,: 25 - 29 Мая 2009, Сорренто, Италия
· Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра - 2009, 21 - 24 декабря 2009 г., Москва
· 38th COSPAR Scientific Assembly, 18-25 Июля 2010, Бремен, Германия
Публикации.
По теме диссертации в реферируемых журналах опубликовано (в 1992-2010гг.) 56 работ. Перечень работ приведен в авторском списке в хронологическом порядке в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, авторского списка из 56 наименований, списка литературы из 197 наименований и 3 приложений, содержит 220 страниц машинописного текста, 92 рисунка, 17 таблиц.
Содержание работы
Во Введении сформулированы задачи исследований, представлен исторический обзор поставленных ранее экспериментов и их результатов, кратко изложено содержание работы.
В первой главе обоснованы методы исследования структур и процессов в солнечной короне в МР и ВУФ диапазонах. Выбор участков спектра в МР и ВУФ диапазонах, 1-9 Е и 100-600 Е, для проведения исследований корональной плазмы был определен исходя из физической задачи эксперимента с одной стороны, и практической возможности реализации методов с другой. Внутри этих диапазонов предпочтительны наблюдения в резонансных линиях высокозарядных ионов наиболее обильных на Солнце элементов: He, Fe, Si, Mg и др. Электронные температуры максимумов светимости этих линий, лежащие в диапазоне от 0.05 до 20МК, позволяют исследовать плазменные структуры, соответствующие практически всем образованиям в короне на высотах, начиная от переходного слоя и выше.
Оптимальными для решения задач по наблюдению активных процессов и определения состояния плазмы во внутренней (от фотосферы до 4 солнечных радиусов) короне Солнца являются специальные инструменты ВУФ диапазона: телескопы-коронографы и спектрогелиометры.
Во второй главе рассмотрены основные проблемы, связанные с проведением космического эксперимента по регистрации излучения Солнца в МР и ВУФ диапазонах и обоснованы характеристики аппаратуры для регистрации активных процессов в короне и прогноза космической погоды. В разработанной аппаратуре использованы различные оптические схемы: изображающий спектрометр (спектрогелиометр) МР диапазона на основе брэгговского сферического кристаллического зеркала, спектрогелиометр ВУФ диапазона с объективной дифракционной решеткой скользящего падения, телескопы Гершеля.
Разработанный спектрогелиометр МР диапазона позволяет регистрировать монохроматическое излучение резонансной линии иона MgXII 8.42 Е с высоким пространственным разрешением ~2 в поле зрения примерно 1.31.3. Спектральное разрешение инструмента (~1.810-3 Е /яч), достаточно для разрешения дублета линии.
ВУФ спектрогелиометры, регистрирующие изображения Солнца в диапазонах 176206 Е и 279335 Е имеют спектральное разрешение 0.024 Е/яч и 0.043 Е/яч, соответственно, что позволяет регистрировать полное изображение Солнцано для разрешения дублета.роматическое излучение резонансного ороны являются диапазон в спектральных линиях, отстоящих приблизительно на 0.5 Е.
Телескоп-коронограф ВУФ диапазона (на полосы вблизи 175 и 304 Е) представляет собой эффективный инструмент для регистрации структур и процессов во внутренней короне на расстояниях до 4 радиусов над лимбом Солнца с временным разрешением 30-300 секунд в зависимости от их яркости. Этот прибор имеет высокое пространственное разрешение - несколько секунд угловой дуги.
Все перечисленные выше инструменты оснащены оригинальными двухкоординатными детекторами на основе ПЗС-матриц для регистрации изображений в рабочем участке МР или ВУФ диапазона спектра. Разработанные детекторы имеют высокую радиационную стойкость и обеспечивают оптимальное, с точки зрения решаемых задач, сочетание эффективности регистрации, временного и пространственного разрешения.
Учитывая широкий круг наблюдательных задач и большие информационные потоки в экспериментах, реализующих метод изображающей спектроскопии Солнца, для управления комплексом аппаратуры был разработан ряд аппаратно-программных комплексов управления, представляющих мощные бортовые компьютеры. С их помощью осуществлялось управление приборами, как по командам с Земли, так и автономно по находящимся в памяти программам, обрабатывалась, сжималась и подготавливалась для передачи на Землю полученная в экспериментах информация.
В третьей главе даны описания методик изготовления и калибровки спектральных и телескопических инструментов МР и ВУФ диапазонов. В ходе разработки МР спектрогелиометра созданы уникальные оптические элементы - брэгговские фокусирующие зеркала. Эти зеркала представляют собой сферически изогнутый кристалл кварца с прецизионной взаимной ориентацией кристаллической и оптической поверхности - лучше 1. Проведены испытания зеркал в видимом и рабочем диапазонах спектра, которые показали их высокие изображающие свойства.
Для ВУФ спектрогелиометра была проведена работа по оптимизации голограммных решеток с целью повышения эффективности дифракции и снижения уровня рассеянного света в диапазоне 170-300 Е. Была разработана методика и проведены исследования большого количества образцов (более 100) по определению экспериментальной зависимости эффективности дифракции от глубины штриха для решеток этого типа. Для создания космической аппаратуры были изготовлены дифракционные решетки, имеющие эффективность дифракции около 7% и интегральный уровень рассеянного света менее 1% для длины волны 171.4 Е при установке под скользящим углом 1.5.
Была разработана методика и проведены экспериментальные исследования по определению спектральных свойств многослойных рентгеновских зеркал нормального падения - основных оптических элементов спектрогелиометров и телескопов-коронографов ВУФ диапазона, созданных в ИФМ РАН. Для всех зеркал получены спектральные функции коэффициента отражения.
Были разработаны методики и экспериментально определены спектральные функции эффективности регистрации ВУФ спектрогелиометра в рабочих диапазонах, которые впоследствии использовались для первичной обработки получаемых данных. В ходе этих исследований получены спектры высокоионизованного фтора, по которым была определена спектральная шкала прибора.
Были разработаны алгоритмы и создано программное обеспечение для первичной обработки получаемых изображений. Оно включало в себя восстановление потерянных данных, вычитание фона, коррекцию функции белого поля, центрирование и поворот изображений. Программное обеспечение позволило подготовить получаемые данные для их физической интерпретации.
В четвертой главе представлены результаты исследования солнечной активности в МР диапазоне спектра. По данным спектрофотометра SphinX в диапазоне 0.8-10 Е определены основные интегральные характеристики корональной плазмы в минимуме 24 цикла солнечной активности: средняя температура ~1.8 МК, мера эмиссии ~41053 м-3, плотность плазмы ~108 см-3, тепловая энергия ~21023 Дж. Несмотря на то, что этот минимум солнечной активности был самым глубоким за все периоды фотометрических наблюдений (интегральная интенсивность рентгеновского излучения составила 1.31018 Вт), было зарегистрировано наличие рентгеновской активности, вызванной субмикровспышками в активных областях с потоком (1-5)10-9 Вт/м2, которые приводили к локальному разогреву плазмы до температуры выше 10 МК.
Были исследованы свойства импульсных и долгоживущих горячих рентгеновских источников в короне в период максимума солнечной активности. Обнаружен и исследован новый класс высокотемпературных компактных объектов - «пауков», характеризующийся температурой около 10МК, плотностью ~109 см-3, расположением на высотах до 0.3 солнечных радиуса Солнца над лимбом и большим временем жизни. Для «пауков», вспышек и активных областей определены дифференциальная мера эмиссии, пространственное распределение электронной плотности и температуры. Показана существенная роль плазмы с температурой 2-10 МК в образовании МР излучения и энергобюджете солнечных вспышек.
Проведено исследование периодических осцилляций рентгеновских источников излучения. В различных типах горячих плазменных источников (активные области, импульсные вспышки, градиентные события) обнаружены колебания, периоды которых лежат в диапазоне 5-160 мин. Показано, что длиннопериодические колебания могут отражать собственные резонансные частоты активной области как связанной системы магнитных петель. Спектры мощности колебаний позволяют четко идентифицировать тип источника, в котором они наблюдаются. Различие в спектрах мощности колебаний градиентных событий и импульсных вспышек указывает на различные механизмы нагрева плазмы во время этих событий.
В наблюдениях горячей плазмы обнаружены квазисинхнронные всплески рентгеновского излучения в отстоящих друг от друга активных областях. Показано, что всплески имеют различную природу: возбуждение от одной области к другой может передаваться по протяженным магнитным петлям, или же они могут инициироваться процессами, происходящими в нижних слоях Солнца.
Анализ динамики высокотемпературных структур показал, что высокотемпературная плазма концентрируется вблизи вершин магнитных петель. Время существования высокотемпературных источников излучения составляет до нескольких дней, что много выше характерных времен охлаждения плазмы излучением и электронной теплопроводностью. Это дает основание предположить, что в солнечной короне происходит энерговыделение (возможно, связанное с магнитным пересоединением), которое подогревает высокотемпературные источники и компенсирует их теплопроводное охлаждение. Измеренная скорость распространения вспышечного возмущения составила 650 км/с. На основании проведенных исследований был сделан вывод об объемном нагреве плазмы во время вспышечных событий за счет образующейся ударной волны.
В главе 5 представлены результаты спектральной диагностики плазмы корональных структур. Исследования проводились на основе нескольких тысяч спектрогелиограмм, зарегистрированных ВУФ спектрогелиометром в диапазонах 176206 Е и 279335 Е. Составлен каталог линий этого диапазона, содержащий 165 линий по сравнению с ~140, зарегистрированными ранее. Предложена идентификация 102 линий. Для активных областей были получены экспериментальные отношения интенсивностей линий иона Fe XII, которые широко используются при проведении диагностики плазмы.
Определена электронная плотность плазмы для различных структур на Солнце в диапазоне температур 1-2.5МК. Показано, что она возрастает с ростом активности от примерно 5108 см-3, для областей спокойного Солнца, до 31010см-3 для вспышек Х балла. Дифференциальная мера эмиссии, рассчитанная с применением метода Байеса, показывает сложное температурное распределение для областей повышенного энерговыделения. В полученных распределениях ДМЭ всегда присутствует низкотемпературный (1-1.5МК) максимум, который может быть объяснен обилием холодной плазмы по лучу зрения спектрогелиометра.
В главе 6 представлено исследование температурного распределения плазмы и процессов во внутренней (высота до 5 радиусов над фотосферой) короне Солнца. Получено интегральное пространственное распределение «корональной» (T~1МК) и холодной (T~0.05МК) плазмы, которое имеет существенно разный характер, и предложено объяснение этого явления разными механизмами возбуждения спектральных линий. Высотное и широтное распределение светимости холодной плазмы имеет более высокую степень корреляции с лимбовой яркостью по сравнению с наблюдаемой в «корональной» плазме, что объясняется более высокой локализацией горячей плазмы внутри силовых трубок линий магнитного поля. Радиальное распределение яркости короны в «корональных» и холодных линиях имеет разную степень корреляции с высотой в максимуме и минимуме цикла солнечной активности, что объясняется изменением структуры магнитного поля.
Внутренняя корона имеет большую степень структуризации в «корональной» плазме, чем в холодной. Структуры, наблюдаемые в «корональных» линиях, имеют хорошую корреляцию со структурами, наблюдаемыми оптическими коронографами на существенно больших расстояниях над лимбом и, по всей видимости, являются основаниями крупномасштабных петель магнитного поля.
Исследование динамики процессов во внутренней короне показало, что образование корональных выбросов масс (КВМ) связано с различными первичными процессами во внутренней короне. При этом на разных стадиях солнечной активности превалируют различные первичные процессы: в минимуме - взрывы протуберанцев, в максимуме - процессы магнитного пересоединения.
Для определения вероятности возникновения КВМ для прогноза космической погоды необходимо использовать различные типы инструментов: оптимальным представляется сочетание спектрогелиометра MgXII и телескопов-коронографов, регистрирующих корону в возможно более монохроматичных линиях HeII и FeIX.
В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации:
- Обоснован выбор спектральных диапазонов и характеристик аппаратуры, наиболее эффективные для реализации метода изображающей спектроскопии.
- Разработаны оптические схемы МР и ВУФ спектрогелиографов и методики контроля элементов рентгеновской оптики МР и ВУФ спектрогелиографов, а также самих инструментов в видимом и рентгеновском диапазонах спектра.
- Разработаны методы регистрации коротковолнового излучения, связанного с различными процессами накопления, трансформации и выделения энергии во внутренней солнечной короне.
- Успешно проведены эксперименты по изображающей спектроскопии Солнца на орбитальных станциях КОРОНАС-И в 1994 г., КОРОНАС-Ф с 2001 по 2005 г. и КОРОНАС-ФОТОН в 2009 г.: получено более 600000 рентгеновских изображений и спектров Солнца, соответствующих различным фазам в течение 23-24 циклов солнечной активности.
С помощью разработанной автором многоканального спектрогелиометра РЕС открыт целый ряд новых явлений, связанных с высокотемпературными плазменными образованиями в нижней короне Солнца. На основе монохроматических изображений в линии иона Mg XII:
- Впервые обнаружен и исследован класс высокотемпературных плазменных образований, характеризуемых плавной динамикой и различными пространственно-временными масштабами от корональных ярких точек до глобальных структур с временами жизни соответственно от десятков минут до многих часов.
- Впервые получены пространственно-временные распределения электронной температуры и плотности корональных структур с температурой боле 4 МК и установлена существенная роль горячей плазмы с температурой 4 - 10 МК в энергобюджете вспышечных процессов.
- Впервые обнаружена горячая плазма с температурой около 10 МК в «безвспышечных» (по классификации монитора GOES) активных областях, рентгеновское излучение которых состоит из «элементарных всплесков» длительностью 10-20 минут.
С помощью комплекса прибора ТЕСИС на основе монохроматических изображений линии иона Fe IX впервые в ВУФ диапазоне с высоким пространственным (до 2 секунд дуги) и временным (до 10 мин) разрешением исследована тонкая структура и динамика КВМ до высот порядка 4 солнечных радиусов и обнаружена их связь с взрывными протуберанцами в период аномально низкой активности Солнца.
В работе получены также следующие важные для солнечной астрофизики и спектроскопии результаты:
- В короне обнаружены области со всплесками рентгеновского излучения, имеющих симпатический и квазисинхронный характер. Скорость распространения возбуждения для симпатических всплесков составила 700 км/сек. Показано, что причиной большинства квазисинхронных событий послужило одновременное всплывание новых магнитных потоков в фотосфере.
- Обнаружено три типа спектра мощности осцилляций высокотемпературной плазмы, соответствующих разным типам вспышек.
- Измерен уровень рентгеновской активности Солнца во время аномально глубокого минимума 24 цикла. Средняя интегральная интенсивность рентгеновского излучения Солнца составляет 1.31018 Вт. Оценка средней температуры корональной плазмы в этот период дала значение 1.810.05 MK
- Составлен каталог линий диапазонов 176-206 и 279-335 Е, содержащий 165 линий. Определены электронная плотность плазмы в диапазоне температур 1-2.5МК и температурные профили дифференциальной меры эмиссии для различных структур на Солнце.
- Впервые получены спектрально чистые изображения солнечной короны в линиях He II (температура возбуждения Т~0.05 МК) и Si XI (Т~ 1.2 МК). Получено высотные распределения плазмы в солнечной короне, характеризуемой разной температурой. Показано, что на дальних расстояниях светимость короны определяется в основном линией He II, в то время как на высотах до нескольких десятых радиуса Солнца - излучением более «горячих» ионов (в частности, Si XI, Fe XII)
- Обнаружено, что в период минимума солнечной активности горячая плазма имеет развитую и устойчивую структуру на больших расстояниях над поверхностью Солнца. В этот период, как правило, КВМ инициируются взрывными протуберанцами, а образующаяся в процессе выбросов плазма имеет сложную структуру. С другой стороны, в максимуме цикла солнечной активности, как показывают наблюдения, одним из основных триггеров КВМ являются процессы энерговыделения с повышением эмиссии горячей плазмы. В связи с этим, для регистрации момента возникновения КВМ с целью прогноза космической погоды необходимо использовать различные типы инструментов: оптимальным представляется сочетание спектрогелиометра Mg XII и телескопов-коронографов, регистрирующих возможно более монохроматичные спектральные интервалы вблизи линий He II и Fe IX.
Публикации автора по теме диссертации
1. Житник, И.А. Исследование характеристик многослойных рентгеновских зеркал для диапазона d = 19 нм с помощью лазерно-плазменного источника /И.А. Житник, С.В. Кузин, М.М. Митропольский и др.// Квантовая электроника. 1993. Т. 20. № 1. С. 89-94.
2. Mikerov, V.I. High-resolution neutron tomography. / V.I.Mikerov, I.A.Zhitnik, I.A.Ignat'ev, S.V.Kuzin et al. // Physica Scripta. 1995. T. 57. P. 190-195
3. Kuzin, S. V. Grazing incidence XUV spectroheliograph RES-C for the CORONAS mission/ S. V. Kuzin, I. A. Zhitnik, A. A. Pertsov et al. // The Journal of X-Ray Science and Technology. 1997. V. 7. № 3-4. С. 233-247.
4. Mikerov, V.I. A parabolic concentrator for thermal neutrons/ V.Mikerov, I.Zhitnik, S.Kuzin et al.// Physica Scripta. 1997. V. 55. № 1. С. 30-32.
5. Житник, И.А. Спектральный анализ солнечных изображений в области 180-210 Е с помощью спектрогелиографа РЕС-К на орбитальном спутнике КОРОНАС-И / И.А. Житник, С.В. Кузин, Логинов, Д.Б и др. // Письма в Астрономический Журнал. 1998. Т. 24. С. 819.
6. Zhitnik, I. Instruments for XUV-imaging spectroscopy of the Sun on board the CORONAS-I satellite/ I.Zhitnik, S. Kuzin, A.Pertsov et al. // SPIE selected papers. New Methods and Instruments for Space and Earth-based spectroscopy in XUV, UV, IR and MM-waves. 1998. V. 3406. P.1.
7. Zhitnik, I. Manufacture and testing of X-ray optical elements for the TEREK-C and RES-C instruments (the «CORONAS-I» mission) / I.Zhitnik, S. Kuzin, A.Pertsov et al. // SPIE selected papers. New Methods and Instruments for Space and Earth-based spectroscopy in XUV, UV, IR and MM-waves. 1998. V. 3406. P. 20-34
8. Zhitnik, I. FeXII emission lines in solar active regions observed by the RES-C spectroheliograph on the CORONAS-I mission/ I.Zhitnik, S. Kuzin, A. Urnov et al. // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 1999. V. 308. № 1. P. 228-232.
9. Житник, И.А. Многослойная и кристаллическая рентгеновская оптика для солнечной рентгеновской астрономии / И. Л. Житник, С. В. Кузин, В. А. Слемзин // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 1999. Т. 1. С. 19-28.
10. Mikerov V.I., Implementation of fast-neutron radiography on a stationary neutron generator using a CCD detector / Mikerov V.I., Zhitnik I.A., Isakov A.I., Tukarev V.A., Krutov V.V., Korneev V.V., Kuzin S.V., et al.//Instruments and Experimental Techniques. 2000. Т. 43. № 2. С. 173-176.
11. Слемзин, B. А. Исследование временной стабильности характеристик многослойных рентгеновских зеркал для солнечного рентгеновского телескопа СРТ-К и рентгеновского спектрометра РЕС-К / В. А.Слемзин, И.А. Житник, С.Ю. Зуев, С.В. Кузин и А.В.Митрофанов. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2002. № 1. С. 84-86.
12. Zhitnik, I. Dynamic 10 MK plasma structures observed in monochromatic full Sun images by the SPIRIT spectroheliograph on the CORONAS-F mission. / I.A.Zhitnik, O.I.Bugaenko, A.P.Ignat'ev, V.V.Krutov, S.V.Kuzin et al.// Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 2003. V. 338. P. 67-71.
13. Zhitnik, I. XUV observations of solar corona in the SPIRIT experiment on board the CORONAS-F satellite. / I.Zhitnik, S.Kuzin, A.Afanas'ev et al.// Advances in Space Research. 2003. V. 32. №4. P. 473-477.
14. Zhitnik, I. A Results of XUV full Sun imaging spectroscopy for eruptive and transient events by the SPIRIT spectroheliograph on the CORONAS-F mission. / I.Zhitnik, S.Kuzin, O.Bugaenko et al. // Advances in Space Research. 2003. V. 32. № 12. P. 2573-2577.
15. Бугаенко, О.И. Исследование солнечных образований на основе комплексных наблюдений с Земли и на спутнике КОРОНАС-Ф: I. Методы наблюдений и анализа солнечных изображений, зарегистрированных в различных диапазонах излучения. / О.И. Бугаенко, В.В. Гречнев, Р.К. Жигалкин, И.А Житник, А.П. Игнатьев, С.В. Кузин и др. // Известия Крымской Астрофизической Обсерватории. 2004. Т.100. С. 102-114.
16. Бугаенко, О.И. Исследование солнечных образований на основе комплексных наблюдений с Земли и на спутнике КОРОНАС-Ф: II. Магнитные поля в корональных дырах на разных высотах. /О.И. Бугаенко, И.А Житник, А.П. Игнатьев, С.В. Кузин, и др.// Известия Крымской Астрофизической Обсерватории. 2004. Т. 100. С. 115-12.
17. Бугаенко, О.И Исследование солнечных образований на основе комплексных наблюдений с Земли и на спутнике КОРОНАС-Ф: III. Границы корональных дыр и их связь с активными образованиями. /О.И. Бугаенко, И.А Житник, А.П. Игнатьев, С.В. Кузин, и др.// Известия Крымской Астрофизической Обсерватории. 2004. Т. 100. С. 128-143.
18. Черток, И.М. Солнечное эруптивное событие 4 ноября 2001 г. по данным телескопа СПИРИТ на спутнике КОРОНАС-Ф / И.М. Черток, В.А. Слемзин, С.В. Кузин и др. // Астрономический Журнал. 2004. Т. 81. № 5. С. 447-458.
19. Бейгман, И.Л. Солнечные спектры крайнего ВУФ-диапазона, полученные в ходе эксперимента СПИРИТ на борту ОС Коронас-Ф. I. Каталог линий в области 280-330 А / И.Л. Бейгман, С.А. Боженков, И.А. Житник, С.В. Кузин и др. // Письма в Астрономический Журнал. 2005. Т. 31. № 1. С. 39-58.
20. Акимов, Л. А. Квазипериодичность всплесков рентгеновского излучения активных областей Солнца в линии MgXII по данным СПИРИТ/КОРОНАС-Ф: Часть 1 / Л.А. Акимов, С.А. Белецкий, И.Л. Белкина, О.И. Бугаенко, Ю.И. Великодский, И.А. Житник, А.П. Игнатьев, В.В. Корохин, С.В. Кузин и др. // Астрономический журнал. 2005. Т. 49, №7. С. 579-586.
21. Веселовский, И. С. Глобальные изменения и ассиметрия Солнца в период экстремально высокой активности в октябре-ноябре 2003 / С. Веселовский, А.В. Дмитриев, И.А. Житник, А.Н. Жуков, М.А. Зельдович, С.В. Кузин и др. // Астрономический вестник. 2005. Т.39. №2. С. 1-7.
22. Черток, И.М. Проявления корональных выбросов массы в крайнем УФ-диапазоне по данным телескопа СПИРИТ на ИСЗ КОРОНАС-Ф / И.М. Черток, В.В. Гречнев, А.В. Слемзин, С.В. Кузин и др. // Астрономический вестник. 2005. Т. 39. №6. С. 517 - 526.
23. Богачев, С.А. Динамика высокотемпературной плазмы в солнечной короне по наблюдениям СПИРИТ в линии MgXII 8.42 Е / С.А. Богачёв, С.В. Кузин, И. А. Житник др. // Астрономический Вестник. 2005. Т. 39. № 6. С. 571-576.
24. Слемзин В.А. Результаты наблюдений ВУФ-излучения Солнца тепескопами СПИРИТ И SOHO/EIT / В.А. Слемзин, С.В. Кузин и др. // Астрономический Вестник. 2005. Т. 39. №6. С. 549-562.
25. Житник И.А. Основные результаты эксперимента СПИРИТ на орбитальной станции КОРОНАС-Ф / И.А. Житник, С.В. Кузин, И.И. Собельман и др. // Астрономический Вестник. 2005. Т. 39. №6. С. 495-506.
26. Кузин, С.В. Эксперимент ТЕСИС по исследованию солнечной атмосферы в мягком рентгеновском диапазоне спектра (проект КОРОНАС-ФОТОН). / C.В. Кузин, И. А. Житник, О. И. Бугаенко и др. //Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2005. Т. 69. №2. С. 191-195.
27. Bogolubov, E. CCD detectors for fast neutron radiography and tomography with a cone beam / E. Bogolubov, O. Bugaenko, S. Kuzin et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research: Section A. 2005. V. 542. № 1-3. P. 187-191.
28. Panasenco, O. Solar origins of intense geomagnetic storms in 2002 as seen by the CORONAS-F satellite./, O.; Veselovsky, I. S.; Dmitriev, A. V.; Zhukov, A. N.; Yakovchouk, O. S.; Zhitnik, I. A.; Ignat'Ev, A. P.; Kuzin, S. V. et al.// Advances in Space Research, 2005.V. 36. № 8. P. 1595-1603.
29. Grechnev, V.V CORONAS-F/SPIRIT EUV observations of October-November 2003 solar eruptive events in combination with SOHO/EIT data /V. V. Grechnev, I. M. Chertok,V. A. Slemzin, S. V. Kuzin et al.// Journal Of Geophysical Research. 2005. V. 110. № A9.
30. Житник, И.А. Рентгеновская и ВУФ-диагностика активных плазменных образований с помощью спектрогелиографа РЕС в эксперименте СПИРИТ на ИСЗ КОРОНАС-Ф / И.А. Житник, С.В. Кузин, А.М. Урнов и др. // Астрономический Вестник. 2006. Т. 40. № 4. С. 299-309.
31. Гречнев, В.В. О долгоживущих горячих корональных структурах, наблюдавшихся на ИСЗ КОРОНАС-Ф/СПИРИТ в линии MgXII / В.В. Гречнев, С.В. Кузин, А.М. Урнов и др. // Астрономический Вестник. 2006. Т. 40. № 4. С. 314-322.
32. Хабарова, О.В. Вариации потока солнечного излучения в диапазонах 175 и 304 Е и их связь с параметрами солнечного ветра / О.В. Хабарова, С.В. Кузин, С.А. Богачев и др. // Астрономический Вестник. 2006. Т. 40. № 4. С. 372-378.
33. Grechnev, V.V Plasma Parameters in a Post-Eruptive Arcade Observed with CORONAS-F/SPIRIT, Yohkoh/SXT, SOHO/EIT, and in Microwaves./ Grechnev, V. V.; Uralov, A. M.; Zandanov, V. G.; Rudenko, G. V.; Borovik, V. N.; Grigorieva, I. Y.; Slemzin, V. A.; Bogachev, S. A.; Kuzin, S. V// Publications of the Astronomical Society of Japan. 2006. V. 58. №1 P. 55-68.
34. Kuzin, S. CME-associated dimmings on the Sun observed with the EUV SPIRIT telescope on the CORONAS-F spacecraft./ Kuzin, S.; Chertok, I.; Grechnev, V. et al. // Advances in Space Research. 2006. V. 38. №3. P. 451-455.
35. Урнов, А.М. О пространственно-временных характеристиках и механизмах образования мягкого рентгеновского излучения в солнечной короне / А.М. Урнов, С.В. Шестов, Ф.Ф. Горяев, И.А. Житник, С.В. Кузин и др. // Письма в Астрономический Журнал. 2007. Т. 33. №6. С.446-462.
36. Андреев A.B., Двумерное увеличение изображения в рентгеновском микроскопе асимметричного отражения / Андреев A.B., Асадчиков В.А., Бузмаков А.В., Коновко А.А., Кузин С.В., и др. // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2007. Т. 85. № 1-2. С. 106-110.
37. Акимов, Л.А. Квазисинхронность всплесков излучения в структурах солнечной короны в линии Mg XII 0.84 нм по данным эксперимента КОРОНАС-Ф/СПИРИТ / Л.А. Акимов, И.Л. Белкина, С.В. Кузин и др. // Письма в Астрономический Журнал. 2008. Т. 34. №11. С. 1-13.
Подобные документы
Древнейшая проблема происхождения Солнечной системы. Рождение эволюционных космогонических гипотез образования Солнца, планет и других тел. Происхождение вещества Солнечной системы, пути формирования ее тел и способы становления их механических структур.
реферат [25,4 K], добавлен 28.02.2010Влияние солнечной активности на погоду и климат. Параметры Солнечной активности. Причины циклической деятельности Солнца. Обзор существенных трудностей, возникающих при попытках интерпретировать воздействие солнечной активности на события в тропосфере.
реферат [19,8 K], добавлен 14.06.2010Венера как вторая внутренняя планета Солнечной системы с периодом обращения в 224,7 земных суток, ее основные орбитальные характеристики, типографическая карта, описание атмосферы и внутреннее строение. Поверхность и условия на планете, ее исследование.
презентация [1,1 M], добавлен 10.09.2012Гипотезы о происхождении солнечной системы. Современная теория происхождения солнечной системы. Солнце – центральное тело нашей планетной системы. Планеты-гиганты. Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.
реферат [181,9 K], добавлен 21.03.2004Изучение строения и характеристика параметров Солнца как единственной звезды солнечной системы, представляющей собой горячий газовый шар. Анализ активных образований в солнечной атмосфере. Солнечный цикл, число Вольфа и изучение солнечной активности.
курсовая работа [7,4 M], добавлен 16.07.2013Понятие солнечной активности и причины ее нестабильности. Количественное измерение солнечной активности, классификация групп пятен. Астрометрическое наблюдение Солнца относительно Земли. Межпланетная секторная структура, особенности магнитного поля Земли.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.11.2010Жидкие озера на Титане. Самый крупный спутник Нептуна. Пересечение плоскости колец Сатурна Кассини. Пылевой хвост кометы МакНота в двух полушариях. Атмосфера на двух планетах не солнечной системы. Астрономическая характеристика планет солнечной системы.
презентация [4,1 M], добавлен 28.06.2010Общая характеристика планет Солнечной системы. Солнце-центр Солнечной системы. Внутренняя или земная группа (расположенные ближе к Солнцу)-Меркурий, Венера, Земля, Марс. Внешняя группа (планеты-гиганты)-Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон.
контрольная работа [254,6 K], добавлен 24.10.2007Систематизация, накопление и закрепление знаний о Марсе как о планете Солнечной системы. Размер, положение и климатические особенности. Главные составляющие марсианской атмосферы поверхность планеты. Период обращения Марса вокруг Солнца и осевое вращение.
реферат [131,4 K], добавлен 23.02.2009Расположение планет Солнечной системы в порядке удаления от центра: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Строение комет и метеоритов. Происхождение Солнечной системы. Внутреннее строение и географическая оболочка Земли.
реферат [530,1 K], добавлен 15.02.2014
