Крупномасштабная структура солнечного ветра за орбитой Земли, реконструированная с использованием данных измерений межпланетных мерцаний в двух пунктах на декаметровых радиоволнах
Рубрика:
| 1Калиниченко, НН, 1Ольяк, МР, 1Коноваленко, АА, 2Браженко, АИ, 1Кугай, НВ, 1Романчук, АИ 1Радиоастрономический институт Национальной академии наук Украины, Харьков, Украина 2Гравиметрическая обсерватория Института геофизики Национальной академии наук Украины, Полтава, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(1):27-41 |
| https://doi.org/10.15407/kfnt2019.01.027 |
| Start Page: Космическая физика |
| Язык: украинский |
Аннотация: Солнечный ветер — это ряд потоков с разными параметрами (скорость, показатель степени спектра неоднородностей, ширина и другие). Бимодальный характер распределения скорости солнечного ветра экспериментально был установлен во время измерений на космических аппаратах. А космический аппарат «Улисс» подтвердил, что бимодальная структура солнечного ветра сохраняется на относительно больших расстояниях от Солнца (в несколько астрономических единиц). Однако есть другой способ восстановления потоковой структуры солнечного ветра — это метод межпланетных мерцаний. Цель работы — реконструкция потоковой структуры солнечного ветра за орбитой Земли с использованием данных наблюдений межпланетных мерцаний в двух пунктах. Эксперименты проводились на декаметровых радиоволнах, поскольку последние довольно сильно рассеиваются разреженной межпланетной плазмой за орбитой Земли. Экспериментальные данные, которые анализируются в этой работе, были получены путем синхронных наблюдений межпланетных мерцаний на радиотелескопах УТР-2 и УРАН-2. Определение параметров солнечного ветра и его крупномасштабной структуры проводилось путем сопоставления экспериментальных кривых (зависимостей скорости гармоник кросс-спектра мерцаний и спектров мощности) с этими же характеристиками, но полученными путем расчетов. Для разделения межпланетных и ионосферных мерцаний использовался спектральный, пространственный и частотный критерии. Результаты этого исследования показывают, что солнечный ветер за орбитой Земли состоит из разных потоков, которые сменяют один другого на луче зрения на источник. Проведенные исследования подтверждают надежность и эффективность метода межпланетных мерцаний при его использовании для реконструкции потоковой структуры солнечного ветра. |
| Ключевые слова: крупномасштабная структура, межпланетные мерцания, солнечный ветер |
References:
1. Braude S. Ya., Men' A. V., Sodin L. G. (1978) Radioteleskop dekametrovogo diapazona dlin voln UTR-2. Antenny, 26, 3—15 (in Russian).
2. Kalinichenko N. N. (2011) Mertsaniya kosmicheskogo radioistochnika 4S21.53 v dekametrovom diapazone voln na elongatsiyakh 43°—138°. Radiofizika i radioastronomiya, 16(4), 386—393 (in Russian).
3. Kalinichenko N. N., Fal'kovich I. S., Konovalenko A. A., Brazhenko A. I. (2013) Razdeleniye mezhplanetnykh i ionosfernykh mertsaniy kosmicheskikh istochnikov v dekametrovom diapazone radiovoln. Radiofizika i radioastronomiya, 18(3), 210—219 (in Russian).
4. Fal'kovich I. S., Kalinichenko N. N., Gridin A. A., Bubnov I. N. (2004) O vozmozhnosti shirokopolosnykh nablyudeniy mezhplanetnykh mertsaniy na dekametrovykh volnakh. Radiofizika i radioastronomiya, 9(2), 121—129 (in Russian).
5. Fal'kovich I. S., Konovalenko A. A., Kalinichenko N. N., Ol'yak M. R., Gridin A. A., Bubnov I. N., Lekasho A., Ruker Kh. O. (2006) Variatsii parametrov struynoy struktury solnechnogo vetra na rasstoyaniyakh boleye 1 a. e. v 2003—2004 gg. Radiofizika i radioastronomiya, 11(1), 31—41 (in Russian).
6. Abranin E. P., Bruck Yu. M., Zakharenko V. V., Konovalenko A. A. (2001) The New Preamplification System for the UTR-2 Radio Telescope. Exp. Astron., 11, 85—112.
7. Bourgois G., Coles W. A., Daigne G., Silen J., Turunen T., Williams P. J. (1985) Measurements of the solar wind velocity with EISCAT. Astron. and Astrophys., 144, 452—462.
8. Bovkoon V. P., Zhouck I. N. (1981) Scintillations of cosmic radio sources in the decameter waveband. Astrophys. and Space Sci., 79, 165—180.
9. Breen A. R., Coles W. A., Grall R. R., Klinglesmith M. T., Markkanen J., Moran P. J., Tegid B., Williams P. J. S. (1996) EISCAT measurements of the solar wind. Ann. Geophys., 14, 1235—1245.
10. Coles W. A. (1996) A bimodal model of the solar wind speed. Astrophys. and Space Sci., 243, 87—96.
11. Dennison P. A., Hewish A. (1967) The solar wind outside the plane of the ecliptic. Nature, 213, 343—346.
12. Falkovich I. S., Konovalenko A. A., Kalinichenko N. N., Olyak M. R., Gridin A. A., Bubnov I. N., Brazhenko A. I., Lecacheux A., Rucker H. (2010) Dispersion analysis of interplanetary scintillations at decameter wavelengths: First Results. Radio Phys. and Radio Astron., 1, 3—9.
13. Fallows R. A., Breen A. R., Dorrian G. D. (2008) Developments in the use of EISCAT for interplanetary scintillation. Ann Geophys., 26, 2229—2236.
14. Frehlich R. G. (1987) Space-time fourth moment of waves propagating in random media. Radio Sci., 22, 481—490.
15. Hewish A., Scott P. F., Wills D. (1964) Interplanetary scintillations of small diameter radio sources. Nature, 203, 1214—1217.
16. Jones D., Maude A. D. (1965) Evidence for wave motions in the E-region in the ionosphere. Nature, 206, 177—179.
17. Kojima K., Ishida Y., Maruyama K., Kakinuma T. (1982) An observation system of interplanetary scintillation at UHF. Proc. Res. Inst. Atmos. Nagoya Univ., 29, 61.
18. Konovalenko A. A., Sodin L. G., Zakharenko V. V., Zarka Ph., Ulyanov O. M., Sidorchuk M. A., Stepkin S. V., Tokarsky P. L., Melnik V. N., Kalinichenko N. N., and 62 other authors. (2016) The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron., 42, 11—48.
19. Manoharan P. K., Ananthakrishnan S. (1990) Determination of solar-wind velocities using single-station measurements of interplanetary scintillations. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc., 244, 691— 695.
20. McComas D. J., Riley P., Gosling J. T., Balogh A., Forsyth R. (1998) Ulysses’ rapid crossing of the coronal hole boundary. J. Geophys. Res., 103, 1955—1967.
21. Lotova N. A., Chashey I. V. (1973) Test for detection of fine structure of solar wind velocity. Astrophys. and Space Sci., 20, 251—262.
22. Olyak M. R. (2012) Large-scale structure of solar wind and geomagnetic phenomena. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 86, 34—40.
23. Olyak M. R. (2013) The dispersion analysis of drift velocity in the study of solar wind flows. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 102, 185—191.
24. Phillips J. L., Balogh A., Bame S. J., Goldstein B. E., Gosling G. T., Hoeksema J. T., McComas D. J., Neugebauer M., Sheeley N. R., Wang Y. M. (1994) ULYSSES at 50 deg south: Constant immersion in the high-speed solar wind. Geophys. Res. Lett., 21, 1105—1108.
25. Phillips J. L., Bame S. J., Feldman W. C., Goldstein B. E., Gosling J. T., Hammond C. M., McComas D. J., Neugebauer M., Scime E. E., Suess S. T. (1995) ULYSSES solar wind plasma observations at high southerly latitudes. Science, 268, 1030— 1033.
26. Richardson I. G., Cane H. V. (2012) Near-Earth solar wind flows and related geomagnetic activity during more than four solar cycles. J. Space Weather and Space Clim., 2, A02.
27. Schwenn R. (1990) Large-scale structure of the interplanetary medium. (Eds Schwenn R., Marsch E.) Physics of the Inner Heliosphere II, Waves and Turbulence. Springer-Verlag. 98—181.
28. Shishova T. D. (1982) The influence of the large-scale inhomogeneities of the interplanetary plasma on the form of temporal spectra of the scintillations. Sov. Astron., 26, 731—741.
29. Vitkevich V. V., Vlasov V. I. (1970) Radio astronomical investigation of the drift of the inhomogeneous interplanetary plasma. Sov. Astron., 13, 669—676.
30. Zakharenko V. V., Konovalenko A. A., Zarka P., Ulyanov O. M., Sidorchuk M. A., Stepkin S. V., Koliadin V. L., Kalinichenko N. N., et al. (2016) Digital receivers for low-frequency radio telescopes UTR-2, URAN, GURT. J. Astron. Instrum., 5(4), 738—749.