Особенности фотосферной конвекции Солнца на грануляционных, мезогрануляционных и супергрануляционных масштабах
Рубрика:
| 1Баран, АА, 1Стодилка, МИ 1Астрономическая обсерватория Львовского национального университета имени Ивана Франко, Львов, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2014, 30(4):23-37 |
| Start Page: Физика Солнца |
| Язык: украинский |
Аннотация: Спектры мощности вариаций температуры и вертикальных скоростей в солнечной фотосфере рассчитаны с использованием данных наблюдений в линии нейтрального железа λ ≈ 639.3 нм, полученных на 70-см немецком башенном вакуумном телескопе VTT (Канарские острова, Испания) вблизи центра солнечного диска в спокойной области. Проанализированы изменения спектров с высотой: в нижней фотосфере мощность с высотой уменьшается, основная мощность приходится на диапазон частот, которые соответствуют грануляции (пик на масштабах λ ≈ 1.5...2.0 Мм), в верхних слоях фотосферы максимум спектра мощности смещается в сторону больших масштабов ( Δλ ≈ ≤ 1 Мм). Мощность вариаций вертикальной скорости супергрануляции ( λ ≈ 20...30 Мм) практически не изменяется с высотой; отдельного режима мезогрануляции ( λ ≈ 5...12 Мм) на всех исследованых высотах не обнаружено. Конвективная структура солнечной фотосферы на мезогрануляционных масштабах с высотой ведет себя подобно грануляции: мезоструктуры являются частью протяженного распределения грануляционнных масштабов. Показано, что супергрануляционные потоки устойчивы вдоль всей фотосферы и достигают значительно более высоких слоев, нежели потоки грануляции. |
| Ключевые слова: грануляции, Солнце, фотосфера |
References:
1. О. А. Баран, М. І. Стоділка, "Поле горизонтальних конвективних швидкостей за спостереженнями на краю диску Сонця". Кинематика и физика небес. тел. 26 (3) (2010).
2. Р. И. Костык, Н. Г. Щукина, "Тонкая структура конвективных движений в фотосфере Солнца: наблюдения и теория". Астрон. журн. 81 (9), 846—859 (2004).
3. М. І. Стоділка, "Інверсна задача для дослідження неоднорідностей атмосфери Сонця та зір". Журн. фіз. досліджень. 6 (4), 435—442 (2002).
4. М. И. Стодилка, О. А. Баран, "Структура фотосферной конвекции Солнца на субгрануляционных масштабах". Кинематика и физика небес. тел.—2008.—24, № 2, С. 99—109..
5. М. И. Стодилка, О. А. Баран, С. З. Малинич, "Особенности конвекции в фотосфере Солнца". Кинематика и физика небес. тел. 22 (3), 173—182 (2006).
6. M. Asplund, H. -G. Ludvig, A. Nordlund, R. F. Stein, "The effects of numerical resolution on hydrodynamical surface convection simulations and spectral line formation". Astron. and Astrophys. 359 (2), 669—681 (2000).
7. O. A. Baran, "Structure of convective flows of the real Solar granulation". Advances in Astronomy and Space Physics. 1 (1—2), 53—56 (2011).
8. O. A. Baran, "Structure of convective flows on supergranular scales in the solar photosphere". Advances in Astronomy and Space Physics. 2 (2), 153—156 (2012).
9. D. -Y. Chou, C. -S. Chen, K. -T. Ou, C. -C. Wang, "Power spectra of median- and small-scale solar convection". Astrophys. J. 396, 333—339 (1992).
10. D. -Y. Chou, B. J. Labonte, D. C. Braun, T. L. Duvall, "Power spectra of solar convection". Astrophys. J. 372, 314—320 (1991).
11. MoroDel, F. Berrilli, T. L. Duvall, A. G. Kosovichev, "Dynamics and structure of supergranulation". Solar Phys. 221 (1), 23—32 (2004).
12. MoroDel, S. Giordano, F. Berrilli, "3D photospheric velocity field of a supergranular cell". Astron. and Astrophys. 472 (2), 599—605 (2007).
13. RosaDe, J. Toomre, "Evolution of solar supergranulation". Astrophys. J. 616 (2), 1242—1260 (2004).
14. D. Dialetis, C. Macris, T. Prokakis, R. Muller, "A possible relation between lifetime and location of solar granules". Astron. and Astrophys. 204 (1—2), 275— 278 (1988).
15. O. Espagnet, R. Muller, T. Roudier, N. Mein, "Turbulent power spectra of solar granulation". Astron. and Astrophys. 271, 589—600 (1993).
16. O. Espagnet, R. Muller, T. Roudier, et al., "Penetration of the solar granulation into the photosphere: height dependence of intensity and velocity fluctuations". Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 109 (1), 79—108 (1995).
17. A. S. Gadun, A. Hanslmeier, K. N. Pikalov, et al., "Size-dependent properties of simulated 2-D solar granulation". Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 146, 267—291 (2000).
18. N. Goldbaum, M. P. Rast, I. Ermolli, et al., "The intensity profile of the solar supergranulation". Astrophys. J. 707 (1), 67—73 (2009).
19. D. H. Hathaway, J. G. Beck, R. S. Bogart, et al., "The photospheric convection spectrum". Solar Phys. 193, 299—312 (2000).
20. D. H. Hathaway, J. G. Beck, S. Han, J. Raymond, "Radial flows in supergranules". Solar Phys. 205 (1.P. 2538.) (2002).
21. J. Hirzberger, "On the brightness and velocity structure of solar granulation". Astron. and Astrophys. 392 (2), 1105—1118 (2002).
22. J. Hirzberger, J. A. Bonet, VM. , A. III. Hanslmeier, "Time series of solar granulation images. Dynamics of exploding granules and related phenomena". Astrophys. J. 527, 405—414 (1999).
23. J. Hirzberger, J. A. Bonet, VM. , A. II. EvolutionHanslmeier, "Time series of solar granulation images". Astrophys. J. 515 (1), 441—454 (1999).
24. J. Hirzberger, L. Gizon, S. K. Solanki, T. L. Duvall, "Structure and evolution of supergranulation from local helioseismology". Solar Phys. 251 (1—2), 417—437 (2008).
25. I. TheKawaguchi, "Morphological study of the solar granulation". Solar Phys. 65, 207—220 (1980).
26. R. Komm, W. Mattig, A. Nesis, "The small-scale velocity field in the solar photosphere". Astron. and Astrophys. 243 (1), 251—262 (1991).
27. R. Kostik, E. Khomenko, N. Shchukina, "Solar granulation from photosphere to low chromosphere observed in Ba II 4554 line". Astron. and Astrophys. 506 (3), 1405—1414 (2009).
28. R. I. Kostyk, N. G. Shchukina, "Fine structure of convective motions in the solar photosphere: observations and theory". Astron. Reports. 48 (9), 769— 780 (2004).
29. L. Matloch, R. Cameron, D. Schmitt, M. Schussler, "Modelling of solar mesogranulation". Astron. and Astrophys. 504, 1041—1055 (2009).
30. N. Meunier, R. Tkaczuk, Th. Roudier, M. Rieutord, "Velocities and divergences as a function of supergranule size". Astron. and Astrophys. 461 (3), 1141—1147 (2007).
31. A. Nesis, R. Hammer, M. Roth, H. VIII. TimeSchleicher, "Dynamics of the solar granulation". Astron. and Astrophys. 396 (3), 1003—1010 (2002).
32. A. Nesis, R. Hammer, M. Roth, H. IX. ASchleicher, "Dynamics of the solar granulation". Astron. and Astrophys. 451 (3), 1081—1089 (2006).
33. A. Nordlund, R. F. Stein, M. Asplund, "Solar surface convection". Liv. Rev. Solar Phys. 6 (2), 117 (2009).
34. L. J. November, "The vertical component of the supergranular convection". Astrophys. J. 344, 494—503 (1989).
35. L. J. November, J. Toomre, K. B. Gebbie, G. W. Simon, "The detection of mesogranulation on the Sun". Astrophys. J. 245, L123—L126 (1981).
36. N. III. TheOda, "Morphological study of the solar granulation". Solar Phys. 93, 243—255 (1984).
37. S. R. O. Ploner, S. K. Solanki, A. S. Gadun, "The evolution of solar granules deduced from 2-D simulations". Astron. and Astrophys. 352 (2), 679—696 (1999).
38. W. Potzi, P. N. Brandt, A. Hanslmeier, "Variation of granular evolution at meso-scales". Hvar Observ. Bull. 27 (1), 39—46 (2003).
39. K. Puschmann, CoboRuiz, M. Vazquez, al. II. et, "Time series of high resolution photospheric spectra in a quiet region of the Sun. Analysis of the variation of physical quantities of granular structures". Astron. and Astrophys. 441 (3), 1157—1169 (2005).
40. M. P. Rast, "On the nature of “exploding” granules and granule fragmentation". Astro— phys. J. 443, 863—868 (1995).
41. M. P. Rast, "The scales of granulation, mesogranulation, and supergranulation". Astrophys. J. 597 (2), 1200—1210 (2003).
42. M. Rieutord, F. Rincon, "The Sun’s supergranulation". Liv. Rev. Solar Phys. 7 (2), 82 (2010).
43. M. Rieutord, T. Roudier, J. M. Malherbe, F. Rincon, "On mesogranulation, network formation and supergranulation". Astron. and Astrophys. 357, 1063— 1072 (2000).
44. M. Rieutord, T. Roudier, F. Rincon, et al., "On the power spectrum of solar surface flows". Astron. and Astrophys. 512 (2010).
45. Th. Roudier, LigniF. , M. Rieutord, et al., "Families of fragmenting granules and their relation to meso- and supergranular flow fields". Astron. and Astrophys. 409, 299—308 (2003).
46. Th. Roudier, R. Muller, "Relation between families of granules, mesogranules and photospheric network". Astron. and Astrophys. 419, 757—762 (2004).
47. G. W. Simon, R. B. III. Leighton, "Velocity fields in the solar atmosphere. Large-scale motions, the chromospheric network, and magnetic fields". Astrophys. J. 140, 1120—1147 (1964).
48. T. Straus, D. I. Bonaccini, "Dynamics of the solar photosphere. Two-dimensional spectroscopy of mesoscale phenomena". Astron. and Astrophys. 324, 704—712 (1997).
49. R. F. Stein, "Solar surface magneto-convection". Liv. Rev. Solar Phys. 9 (4), 1—51 (2012).
50. J. E. Vernazza, E. H. Avrett, R. III. Loeser, "Structure of the solar chromosphere. Models of the EUV brightness components of the quiet-sun". Astrophys. J. Suppl. Ser. 45, 635—725 (1981).
51. ChaoucheYelles, F. Moreno-Insertis, V. MartPillet, et al., "Mesogranulation and the solar surface magnetic field distribution". Astrophys. J. Lett. 727 (2.id. L30), 6 (2011).