Главная

Проект выполняется при поддержке Фонда фундаментальных научных исследований (РФФИ). Номер проекта в системе РФФИ 16-02-00749.

 

Все материалы, опубликованные на сайте, являются собственностью авторов. Использование и копирование материалов возможно только с разрешения авторов. 

 

Цель и задачи исследования

 

​Целью настоящего исследования является получение новых фундаментальных знаний о природе солнечной хромосферы в ее взаимодействии с другими слоями атмосферы Солнца. Проект направлен на создание принципиально новых надежных методик диагностики трехмерной структуры и динамики солнечной хромосферы по миллиметровому и субмиллиметровому излучению с помощью уникальных современных трехмерных магнитогидродинамических моделей солнечной атмосферы, а также на последующее применение этих методик для практической томографии хромосферы с использованием данных нового поколения, обеспечиваемых интерферометрической системой миллиметрового-субмиллиметрового диапазона Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) http://www.almaobservatory.org/en/home/. Успех наблюдений Солнца на системе ALMA требует специально разработанных методик интерферометрических наблюдений и обработки данных, а также продвинутого, современного моделирования структуры и динамики солнечной атмосферы и выходящего из нее электромагнитного излучения. Как будет детально показано ниже, целью проекта является исследование наиболее актуальных, ключевых и широко обсуждаемых вопросов физики солнечной хромосферы, к которым относятся: всестороннее изучение тепловой структуры хромосферы от высот температурного минимума до переходной области к короне, диагностика магнитного поля на высотах хромосферы, а также исследование вопросов нагрева солнечной хромосферы посредством локализации областей хромосферного энерговыделения и выяснение роли динамических процессов, происходящих в хромосфере, в нагреве внешних слоев.

В рамках проекта решаются следующие задачи:

 

  1. Разработка методов томографии тепловой структуры хромосферной плазмы по миллиметровому и субмиллиметровому излучению.

  2. Разработка методики измерения магнитного поля на высотах хромосферы по миллиметровому и субмиллиметровому излучению и оценка надежности метода

  3. Моделирование интерферометрических наблюдений миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на системе ALMA с целью определения оптимальных конфигураций интерферометра и используемых режимов наблюдений для оптимального решения задач солнечной физики и прогнозирования будущих наблюдательных данных.

  4. Моделирование миллиметрового и субмиллиметрового поляризованного излучения спокойных и активных областей; создание интерактивных автоматизированных компьютерных средств томографии хромосферы с помощью системы ALMA

  5. Диагностика динамических процессов (МГД-волн, ударных волн, квазипериодических (быстрых) пульсаций) в солнечной хромосфере в широком диапазоне высот и выяснение их вклада в нагрев хромосферы и короны.

  6. Применение разработанных методик для исследования трехмерной тепловой и магнитной структуры хромосферы по наблюдательным данным радиоинтерферометра ALMA.

  7. Применение разработанных методик в отношении различных моделей солнечной атмосферы как спокойного, так и активного Солнца.

Используемые методы и подходы

 

Уникальность методологии, принятой в данном проекте, состоит в комбинации предельно полного использования возможностей миллиметровых наблюдений и современного трехмерного моделирования для исследования природы солнечной хромосферы и ее взаимосвязей с другими слоями атмосферы Солнца. Миллиметровое излучение генерируется во всем объеме хромосферы: двигаясь по спектру в сторону более длинных волн, мы сканируем хромосферу по высоте в направлении роста температуры. Мы используем наиболее современные модельные представления о солнечной атмосфере совместно с уникальными методами анализа излучения коротковолновой части радио диапазона для надежной детальной диагностики хромосферной плазмы и подготовки успешных солнечных наблюдений на интерферометрической системе ALMA, а также – применяем результаты этих наблюдений для практической томографии тепловой и магнитной структуры хромосферы.

Новизна предлагаемых методов и подходов состоит в (1) использовании самых современных трехмерных МГД моделей для отработки и совершенствования магнитографии и тепловых моделей хромосферы, (2) использовании наиболее современных спектрополяриметрических данных миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, получаемых с самым высоким доступным на сегодняшний день пространственным разрешением и (3) использовании разработанных нами уникальных теоретических методов и программных средств для трехмерного моделирования.