Saules aktīvo apgabalu īpatnību pētījumi, izmantojot novērojumus mikroviļņu diapazonā

Abstract

Promocijas darbs fizikas doktora grāda iegūšanai (apakšnozare – astrofizika un fundamentālā astronomija) veltīts pētījumiem par lielo izolēto Saules plankumu atmosfēras un Saules bipolāro aktīvo apgabalu magnētisko lauku īpatnībām, balstoties uz to mikroviļņu starojuma analīzi un Saules mikroviļņu starojuma spektropolarimetriskā kompleksa izstrādi, kas aktuāla Saules fizikas uzdevumu risināšanai. Patlaban, pamatojoties uz analoģiju ar koronālajiem caurumiem, lielie izolētie Saules plankumi tiek uzskatīti par vienu no iespējamiem Saules vēja avotiem. Darbā analizētas vairākas lielo izolēto Saules plankumu mikroviļņu starojumam raksturīgas īpatnības. Balstoties uz termiskā starojuma mehānismu attiecību analīzi, pierādīts, ka izolēto plankumu starojuma īpatnību cēlonis ir pazeminātais plazmas blīvums virs tiem. Skaitliskā modelēšana ļāva tieši novērtēt atmosfēras parametrus virs izolētiem plankumiem un parādīt galvenās mikroviļņu starojuma sakarības pie pazemināta plazmas blīvuma tālākai izolēto plankumu novērojumu interpretācijai. Precīza kvantitatīva koronālo magnētisko lauku mērīšana, kas nepieciešama, lai novērtētu enerģētiskās sakarības Saules aktīvajos apgabalos un prognozētu to uzliesmošanas aktivitāti, joprojām paliek līdz galam neatrisināta problēma. Darbā ir pilnveidota koronālo magnetogrammu veidošanas tehnika, pamatojoties uz mikroviļņu starojuma polarizācijas inversijas analīzi kvazišķērsvirziena izplatīšanās apstākļos. Izmantotā metode ļāva veidot divdimensiju un trīsdimensiju sadalījumu magnētiskajam laukam koronā virs vairākiem bipolāriem aktīvajiem Saules apgabaliem. Promocijas darba ietvaros ar Ventspils Starptautiskā radioastronomijas centra radioteleskopu RT-32 tika īstenots un testēts spektropolarimetrisko novērojumu komplekss Saules mikroviļņu starojuma novērojumiem viļņu garumu diapazonā no 3,2 līdz 4,7 cm ar augstu spektrālo izšķirtspēju. Apspriesti un izšķirti vairāki aktuāli uzdevumi Saules fizikas nozarē, kuru risināšanai palīdzēs spektropolarimetriskā kompleksa novērojumi ar Ventspils Starptautiskā radioastronomijas centra radioteleskopu RT-32.

The cumulative doctoral thesis for the acquisition of Ph.D. in Physics degree (subsection – Astrophysics and Fundamental Astronomy) is devoted to the research of atmospheric features of large isolated sunspots and the magnetic field of bipolar active regions of the Sun on the bases of the analysis of their microwave emissions and the development of spectral polarimetric observations of microwave emissions of the Sun for solving the actual tasks of the solar physics. The large isolated sunspots were supposed to be as one of the possible sources of the solar wind. This work contains the analysis of some distinguishing characteristics of microwave emissions of a number of large isolated sunspots. Based on the analysis of correlations of thermal emission mechanisms it is being proved that the reason of these unique features is the reduced plasma density above the large isolated sunspots. The numerical simulation allowed us to evaluate the atmosphere parameters above these sunspots and to provide the basic dependency of microwave emissions at a low plasma density for further interpretations of their observations. A precise quantitative measurement of coronal magnetic fields needed for assessments of energy correlations in the active areas of the Sun and the prediction of their flare activity still remain an incompletely solved problem. The coronal magnetography drawing technique based on the analysis of the microwave emission polarization inversion during the quasi transverse propagation was refined in the work. The applied method allow us to build 2D and 3D distributions of the magnetic field in the corona above a number of bipolar active regions of the Sun. A special set of hardware and software for the solar spectral polarimetric observations within the wavelength range of 3.2–4.7 cm with a high spectral resolution was implemented and tested on the RT-32 radio telescope of the Ventspils International Radio Astronomy Center. A number of important solar physics problems are expected to be solved by the spectral polarimetric observations of the Sun using the RT-32 radio telescope.