Структура фотосферной конвекции Солнца на грануляционных и мезогрануляцийних масштабах
Рубрика:
| 1Баран, АА, 1Стодилка, МИ 1Астрономическая обсерватория Львовского национального университета имени Ивана Франко, Львов, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2015, 31(2):21-33 |
| Start Page: Физика Солнца |
| Язык: русский |
Аннотация: Исследована вертикальная структура фотосферной конвекции Солнца с использованием профилей линии нейтрального железа λ ≈ 639.3 нм, полученных вблизи центра солнечного диска в спокойной области. Наблюдения проводились на 70-см немецком башенном вакуумном телескопе VTT (Канарские острова, Испания) с высоким пространственным разрешением. Пространственно-временные вариации кинематических и термодинамических параметров воспроизведены путем решения неравновесной инверсной задачи переноса излучения. Волновые движения устранены путем k-ω-фильтрации. Проанализированы пространственные вариации температуры, вертикальной скорости, плотности и давления в конвективных ячейках на грануляционных масштабах (0.5...5.0 Мм) и на ме-зогрануляционных масштабах (5...12 Мм) на разных высотах в фотосфере Солнца (h = 25...500 км). Распространяясь в верхние слои фотосферы, конвективная структура на этих масштабах претерпевает подобные изменения: на высотах h = 200...250 км происходит инверсия вариаций температуры; инверсия конвективных скоростей также встречается на этих высотах; на высотах h = 50...100 км обнаружена инверсия относительных вариаций плотности, относительные вариации плотности и давления внутри конвективных ячеек увеличиваются с висотой и становятся положительными в восходящих потоках и отрицательными — в нисходящих потоках. |
| Ключевые слова: Солнце, телескоп VTT, фотосферного конвекция |
References:
1. А. А. Баран, М. И. Стодилка, "Пространственные вариации конвективных движений в реальной фотосфере Солца". Изв. Крым. астрофиз. обсерватории. 109 (3), 31—39 (2013).
2. О. А. Баран, "Мезогрануляція в сонячній атмосфері". Журн. фіз. досліджень. 16 (3), 3902 (7) (2012).
3. О. А. Баран, М. І. Стоділка, "Особливості фотосферної конвекції Сонця на грануляційних, мезогрануляційних і супергрануляційних масштабах". Кинематика и физика небес. тел. 30 (4), 23—37 (2014).
4. Р. И. Костык, Н. Г. Щукина, "Тонкая структура конвективных движений в фотосфере Солнца: наблюдения и теория". Астрон. журн. 81 (9), 846—859 (2004).
5. М. И. Стодилка, "Температурная структура реальной солнечной грануляции". Кинематика и физика небес. тел. 19 (3), 407—416 (2003).
6. М. И. Стодилка, О. А. Баран, "Структура фотосферной конвекции Солнца на субгрануляционных масштабах". Кинематика и физика небес. тел. 24 (2), 99—109 (2008).
7. М. И. Стодилка, О. А. Баран, С. З. Малинич, "Особенности конвекции в фотосфере Солнца". Кинематика и физика небес. тел. 22 (3), 173—182 (2006).
8. М. І. Стоділка, "Інверсна задача для дослідження неоднорідностей атмосфери Сонця та зір". Журн. фіз. досліджень. 6 (4), 435—442 (2002).
9. 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).
10. O. A. Baran, "Structure of convective flows of the real Solar granulation". Adv. Astron. and Space Phys.: conf. proc. 1, P. 53—56(2011)
11. O. A. Baran, "Structure of convective flows on supergranular scales in the solar photosphere". Adv. Astron. and Space Phys.: conf. proc. 2, P. 153— 156(2012)
12. O. A. Baran, "Power spectra of convective motions in the solar photosphere". Adv. Astron. and Space Phys.: conf. proc. 3, P. 89—93(2013)
13. 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).
14. 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).
15. 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).
16. R. I. Kostik, "Fine structure of Fraunhofer lines and the structure of the solar atmosphere", Soviet Astron. (tr: A. Zhurn.) — 1985.—29.—P. 65—71.,
17. 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).
18. R. I. Kostyk, N. G. Shchukina, "Fine structure of convective motions in the solar photosphere: Observations and theory". Astron. Repts. 48 (9), 769—780 (2004).
19. L. Matloch, R. Cameron, D. Schmitt, M. Schussler, "Modelling of solar mesogranulation". Astron. and Astrophys. 504, 1041—1055 (2009).
20. J. P. II. Mehltretter, "Balloon-borne imagery of the solar granulation. The lifetime of solar granulation". Astron. and Astrophys. 62 (3), 311—316 (1978).
21. A. Nordlund, R. F. Stein, M. Asplund, "Solar surface convection". Liv. Rev. Solar Phys. 6 (2), 117 (2009).
22. L. J. November, J. Toomre, K. B. Gebbie, G. W. Simon, "The detection of mesogranulation on the sun". Astrophys. J. 245 (part 2), L123—L126 (1981).
23. 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).
24. W. Potzi, P. N. Brandt, A. Hanslmeier, "Variation of granular evolution at meso-scales". Hvar Observ. Bull. 27 (1), 39—46 (2003).
25. 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).
26. M. P. Rast, "On the nature of “exploding” granules and granule fragmentation". Astrophys. J. 443, 863—868 (1995).
27. M. P. Rast, "The scales of granulation, mesogranulation, and supergranulation". Astrophys. J. 597 (2), 1200—1210 (2003).
28. M. Rieutord, T. Roudier, J. M. Malherbe, F. Rincon, "On mesogranulation, network formation and supergranulation". Astron. and Astrophys. 357, 1063 —1072 (2000).
29. 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).
30. Th. Roudier, R. Muller, "Relation between families of granules, mesogranules and photospheric network". Astron. and Astrophys. 419, 757—762 (2004).
31. R. F. Stein, "Solar surface magneto-convection". Liv. Rev. Solar Phys. 9 (4), 1—51 (2012).
32. R. F. Stein, A. Nordlund, "Topology of convection beneath the solar surface". Astrophys. J. 342, L95—L98 (1989).
33. A. M. Title, T. D. Tarbell, K. P. Topka, et al., "Statistical properties of solar granulation derived from the SOUP instrument on Spacelab 2". Astrophys. J. 336 (8), 475—494 (1989).
34. 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).