Details

Данная работа посвящена изучению предвестников солнечных вспышек в рентгеновском и ультрафиолетовом излучении по данным спутников GOES, RHESSI и SDO и построению феноменологической картины причинно-следственной связи предвестник–вспышка для конкретного события M9 SOL2012-03-09T03:53. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Формулирование критериев предвестников; 2. Поиск на предвестников по данным GOES в мягком рентгеновском диапазоне (1–8 Å); 3. Отбор найденных событий с использованием данных в УФ диапазоне, полученных спутником SDO; 4. Построение карт рентгеновских и УФ-изображений и магнитных полей в различные моменты динамики отобранных событий; 5. Анализ полученных данных с целью поиска возможных причинно-следственных связей предвестник-вспышка. Анализ выявил семь предвестников на двухчасовом интервале перед указанной вспышкой, свидетельствующих о медленной эволюции магнитоплазменной конфигурации, включающей магнитный жгут и систему охватывающих его высоких петель. Эта неустойчивая конфигурация с избытком энергии эволюционировала к состоянию с наименьшей энергией через локальные сбросы малой доли энергии, завершившись взрывной фазой – вспышкой. Наблюдаемая двухчасовая эволюция может быть описана в модели разрыва связей (tether-cutting), где магнитный жгут из-за локальных пересоединений медленно всплывает с последующей быстрой аннигиляцией и выделением большого количества энергии. Для достижения данных результатов в работе были использованы программные пакеты SolarSoft/GOES, SolarSoft/AIA, SolarSoft/HMI, SolarSoft/HESSI, SolarSoft/OSPEX, SolarSoft/GXSimulator для доступа и обработки данных с КА; база данных JSOC (Joint Science Operations Center).

This paper is devoted to studying precursors of solar flares in X-ray and ultraviolet radiation based on data from the GOES, RHESSI and SDO satellites and the construction of a phenomenological picture of the cause-and-effect relationship between the precursor and the flare for a specific event M9 SOL2012-03-09T03:53. The research set the following goals: 1. Formulating criteria for precursors; 2. Search for precursors based on GOES data in the soft X-ray range (1–8 Å); 3. Selection of found events using UV data obtained by the SDO; 4. Construction of maps of X-ray and UV images and magnetic fields at different moments of the dynamics of the selected events; 5. Analysis of the obtained data in order to find possible cause-and-effect relationships between the precursor and the flare. The analysis revealed seven precursors in the two-hour interval before the flare, indicating a slow evolution of the magnetoplasma configuration, including the magnetic rope and the system of high loops surrounding it. This unstable configuration with excess energy evolved to a state with the lowest energy through local releases of a small fraction of energy, ending in an explosive phase - a flare. The observed two-hour evolution can be described in the tether-cutting model, where the magnetic rope slowly emerges due to local reconnections, followed by rapid annihilation and the release of a large amount of energy. To achieve these results, the following software packages were used in the work: SolarSoft/GOES, SolarSoft/AIA, SolarSoft/HMI, SolarSoft/HESSI, SolarSoft/OSPEX, SolarSoft/GXSimulator were used for access and processing of data from the spacecraft; as well as the JSOC (Joint Science Operations Center) database.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
  • 1.1 Введение
  • 1.2 Определение солнечных вспышек и их предвестников
  • 1.3 Ранние работы по исследованию предвестников
  • 1.4 Современные исследования предвестников
    • 1.4.1 Магнитное пересоединение в предвспышечной фазе
    • 1.4.2 Эволюция магнитных структур и магнитных потоков
    • 1.4.3 Плазменные потоки, нагрев и динамика нижних слоев атмосферы
    • 1.4.4 Волновая активность и осцилляции
    • 1.4.5 Крупномасштабные предвестники и активность
    • 1.4.6 Статистический анализ и машинное обучение
  • 1.5 Гипотезы о природе предвестников
  • 1.6 Выводы
• ГЛАВА 2. ИНСТРУМЕНТЫ И КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В ИССЛЕДОВАНИИ ФЕНОМЕНА ПРЕДВЕСТНИКОВ
  • 2.1 Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES)
  • 2.2 Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI)
  • 2.3 Solar Dynamics Observatory (SDO)
    • 2.3.1 Atmospheric Imaging Assembly (AIA)
    • 2.3.2 Helioseismic and Magnetic Imager (HMI)
  • 2.4 Выводы
• ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПРЕДВЕСТНИКОВ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК. МОРФОЛОГИЯ СОБЫТИЯ M9 SOL2012-03-09T03:53
  • 3.1 Предварительный анализ. Наблюдения GOES
  • 3.2 Наблюдения RHESSI
  • 3.4 Анализ магнитных конфигураций по данным SDO/HMI
    • 3.4.1 Магнитограммы SDO/HMI
    • 3.4.2 Модель нелинейного бессилового поля (NLFFF)
    • 3.4.3 Визуализация NLFFF модели магнитного поля в Paraview
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ