Стереоскопия Стереоскопия трансзвуковых трансзвуковых

доальвеновских движений доальвеновских движений плазмы в основаниях плазмы в основаниях

корональных дыркорональных дыр

О.С. Яковчук О.С. Яковчук 11, И.С. Веселовский , И.С. Веселовский 1,21,2, , Bothmer Bothmer VV..33

1Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ2Институт космических исследований РАН

3Institute for Astrophysics, University of Göttingen, Göttingen, Germany

► XX--ray ray джетыджеты - быстроразвивающиеся в корональной плазме - быстроразвивающиеся в корональной плазме явления, которые были обнаружены на борту Yohkoh. (явления, которые были обнаружены на борту Yohkoh. (Shibata et alShibata et al. . 1991992, Strong et al. 19922, Strong et al. 1992). Основываясь на наблюдениях Yohkoh, ). Основываясь на наблюдениях Yohkoh, думали, что джеты возникают только около активных областей.думали, что джеты возникают только около активных областей.

► С появлением С появлением HinodeHinode с более широким температурным с более широким температурным диапазоном и более высокой разрешающей способностью, было диапазоном и более высокой разрешающей способностью, было обнаружено, что джеты также часто возникают даже в полярных обнаружено, что джеты также часто возникают даже в полярных корональных дырах. Это – одно из самых важных открытий Hinode. корональных дырах. Это – одно из самых важных открытий Hinode.

Наблюдения на ИСЗ Наблюдения на ИСЗ STEREOSTEREO--AA, , STEREOSTEREO--BB, , SOHO SOHO и и Hinode Hinode с высоким с высоким пространственным и временным разрешением в нескольких участках пространственным и временным разрешением в нескольких участках спектра, выполненные в 2007-2008 гг., дают возможность для спектра, выполненные в 2007-2008 гг., дают возможность для стереоскопического исследования трёхмерной структуры и динамики стереоскопического исследования трёхмерной структуры и динамики движущихся неоднородностей в основаниях корональных дыр.движущихся неоднородностей в основаниях корональных дыр.

В докладе сообщается об анализе таких событий и определении их В докладе сообщается об анализе таких событий и определении их параметров из наблюдений.параметров из наблюдений.

The Soft X-ray Telescope (XRT) Hinode

База данных:База данных:Изображения:Изображения:► STEREO Ahead STEREO Ahead 2048 2048x2048x2048► STEREO BehindSTEREO Behind 2048х20482048х2048► SOHOSOHO 1024х1024 1024х1024

Два временных интервала – два разных Два временных интервала – два разных угла:угла: 55 – 19 Май 2007 – 19 Май 2007Угол разлета относительно Земли Угол разлета относительно Земли BB2.42.4°° AA4.94.9°° Угол между аппаратами A иB 7.3Угол между аппаратами A иB 7.3°°

9 – 20 Январь 20089 – 20 Январь 2008Угол разлета относительно Земли Угол разлета относительно Земли BB23.123.1°° AA21.321.3°° Угол между аппаратами A with B 44.4Угол между аппаратами A with B 44.4°°► 171171 ÅÅ – 45с – 2 мин – 45с – 2 мин► 195 195 ÅÅ – 5 минутные – 5 минутные► 284 284 ÅÅ – 5 минутные – 5 минутные ► 304 304 ÅÅ – – минутныеминутные

В комбинации достигается временноеВ комбинации достигается временноеразрешение до разрешение до 1515--220 с.0 с.

Событие Событие 99.01.2008 .01.2008 STEREOSTEREO

SOHSOHOO

ДжеДжетт

Shibata magnetic Shibata magnetic reconnection model reconnection model (Shibata et al. 1992, (Shibata et al. 1992, Shibata 2001)Shibata 2001)

F. Moreno-Insertis, K. Galsgaard, I. Ugarte-Urra Jets in coronal holes: Hinode

observations and 3D computer modellingarXiv:0712.1059v1 20082008a, ba, b - - j/B j/B распределение и распределение и проекция линий магнитного проекция линий магнитного поля на ранней стадии (поля на ранней стадии (a) a) и на пике активности (и на пике активности (b) b) (7 мин (7 мин

спустя) спустя) С – температурное распределение С – температурное распределение bb

ИмеющиесяИмеющиеся представления по моделям:представления по моделям:

B. Filippov, L. Golub S. KoutchmyX-Ray jet dynamic in a Polar

coronal hole region arXiv:0712.4320v1

Развитие биполярной структуры внутри униполярного поля

Pariat et al. 2007

Схема формирования джета в результате пересоединения силовых линий при всплытии небольшой биполярной области

► Topologically driven coronal dynamics – a mechanism for coronal hole jets Topologically driven coronal dynamics – a mechanism for coronal hole jets D.A.D. Muller and S.K. Antiochos Ann. Geophys. 2008. D.A.D. Muller and S.K. Antiochos Ann. Geophys. 2008. Авторы Авторы предлагают две разные магнитные топологии :предлагают две разные магнитные топологии : null point null point ии bald pat bald patссh.h.

► Study of HStudy of H macrospocules in coronal holes: mugnetic structure and macrospocules in coronal holes: mugnetic structure and evolution to photospheric magnetic setting Y. Yamauchi, H. Wang, Y. Jiang, evolution to photospheric magnetic setting Y. Yamauchi, H. Wang, Y. Jiang, N. Shwadron, R.L. MooreN. Shwadron, R.L. Moore The Astrophysical Journal, 2005The Astrophysical Journal, 2005.Авторы .Авторы анализируют изображения анализируют изображения HH (BBSO) (BBSO) и выявляют 2 разные формы и выявляют 2 разные формы магнитных структур в корональных дырах: магнитных структур в корональных дырах: Spikes jet and erupting Spikes jet and erupting LoopsLoops

Savcheva, A.; Cirtain, J.; Deluca, E. E.; Lundquist, L. L.; Golub, L.; Weber, M.; Shimojo, M.; Savcheva, A.; Cirtain, J.; Deluca, E. E.; Lundquist, L. L.; Golub, L.; Weber, M.; Shimojo, M.; Shibasaki, K.; Sakao, T.; Narukage, N.; Tsuneta, S.; Kano, R.Shibasaki, K.; Sakao, T.; Narukage, N.; Tsuneta, S.; Kano, R. A Study of Polar Jet A Study of Polar Jet Parameters Based on Hinode XRT Observations, Parameters Based on Hinode XRT Observations, (2007) Publications of the (2007) Publications of the Astronomical Society of Japan, Vol.59, No.s3, pp.S771--S778Astronomical Society of Japan, Vol.59, No.s3, pp.S771--S778

► Статистические свойства Статистические свойства XX--rayray джетов в течение выбранного интервала джетов в течение выбранного интервала времени в 2006времени в 2006--2007. 2007.

► CCтатистика 104 события в течение 44 часов. татистика 104 события в течение 44 часов. ► Минутные Минутные данныеданные..► Оценки длины, высоты, глубины, скорости, частоты возникновения, времени Оценки длины, высоты, глубины, скорости, частоты возникновения, времени

жизни.жизни.

Cirtain et al. (2007) Cirtain et al. (2007) и и Savcheva et al. (2007) Savcheva et al. (2007) показали, что частота возникновения показали, что частота возникновения X-ray X-ray

джетов в полярной области очень высока – 10 джетов в полярной области очень высока – 10 событий/чассобытий/час

► Наши оценки несколько другие:Наши оценки несколько другие:Причины могут быть связаны с более длительными Причины могут быть связаны с более длительными

периодами, временным разрешением (до 20 периодами, временным разрешением (до 20 секунд), размерами участков наблюдениясекунд), размерами участков наблюдения

За рассмотренный период За рассмотренный период 5-19 мая 2007 5-19 мая 2007 9-20 января 2008 года наблюдались, как 9-20 января 2008 года наблюдались, как периоды периоды

активности возникновенияактивности возникновения Х- Х-rayray джетов в джетов в полярных областях полярных областях (от 50 до 100 событий/час),(от 50 до 100 событий/час), так и так и спокойные периоды (1-10 событий/час),спокойные периоды (1-10 событий/час),

Время жизни от минут до недель.Время жизни от минут до недель.

Что считать событием? Что считать событием? Зависит от принятых Зависит от принятых критериевкритериев

Наши наблюдения приводят к Наши наблюдения приводят к выводу:выводу:

Не существует универсальной Не существует универсальной геометрии джетовгеометрии джетов

Временной диапазонВременной диапазон их их возникновения и жизни весьма возникновения и жизни весьма

широкширок

Данные Данные SOHO SOHO отсутствуютотсутствуют

Событие 07.05.2007Событие 07.05.2007•развитие события с 2 соответствующих проекции•часто наблюдаются витые и спиральные петельные структуры со сложным движением.

Событие Событие 1010.05.2007.05.2007 STEREO STEREO

SOHO 171 ASOHO 171 A

Некоторые джеты очевидно имеют в основании не одну, а в 2-4 движущиеся биполярные петельные системы

Событие Событие 1010.05.2007.05.2007

Движение Движение вещества в 7:41вещества в 7:41

Температурный режимы: мы видим облака холодного вещества выброшенного вверх вместе с горячим корональным газом

Схожесть с эруптивными петельнымипротуберанцами и СМЕ

Масса, переносимая таким X-ray джетом, по величине на 2-6 порядков меньше, чем у типичного СМЕ

► Мы ясно видим развитие возмущений снизу Мы ясно видим развитие возмущений снизу вверх во всех случаях.вверх во всех случаях.

► Одновременно может ускоряться не только Одновременно может ускоряться не только горячая, но и холодная плазма в одном горячая, но и холодная плазма в одном событии.событии.

► Можно думать, что движущий механизм для Можно думать, что движущий механизм для джетов - электрические токи, дрейфы и джетов - электрические токи, дрейфы и тепловое давление. Источники энергии для тепловое давление. Источники энергии для Х-джетов находятся в конвективных Х-джетов находятся в конвективных движениях на хромосферном уровне и под движениях на хромосферном уровне и под ним.ним.

Событие Событие 1010.05.2007: .05.2007: Взаимодействие Взаимодействие двух областей двух областей перетекание перетекание веществавещества

Потоки взаимодействуют на расстоянии порядка 40  Mм между разными светлыми точками со скоростями от 150-500 км/с

(маленькие петли порядка 3 Mм в размере)

► Плотность кинетической энергии в джете может превышать плотность Плотность кинетической энергии в джете может превышать плотность магнитной энергии. Вещество в таких случаях разлетается свободно, как магнитной энергии. Вещество в таких случаях разлетается свободно, как при взрыве. Сверхальвеновский режим.при взрыве. Сверхальвеновский режим.

► Движение вещества может ограничиваться магнитной ловушкойДвижение вещества может ограничиваться магнитной ловушкой► По-видимому, потоки плазмы, текущие вдоль магнитного поля повторяют По-видимому, потоки плазмы, текущие вдоль магнитного поля повторяют

своими траекториями геометрию силовых линий. своими траекториями геометрию силовых линий.

Примеры с эрупциями из одной области более 10 раз в течение нескольких дней

►Альвеновская скоростьАльвеновская скорость определяется определяется напряженностью магнитного полянапряженностью магнитного поля BB и и плотностью плазмы плотностью плазмы

►Звуковая скоростьЗвуковая скорость:: c c T/m T/m 10- 10-1100 00 кмкм/c/c

►Волна тяжестиВолна тяжести::VVgg= gh = gh 10-20 10-20 кмкм/c/c►Наблюдаемая скорость движенияНаблюдаемая скорость движения::

vvAA = B/ 4= B/ 4 1000 1000 кмкм/c/c

Магнито-акусто-гравитационные Магнито-акусто-гравитационные и конвективные возмущенияи конвективные возмущения

Оценки:Оценки:

v= v= 1010-400 -400 кмкм/c/c

Результаты:Результаты:

► Наблюдались витые и спиральные петельные структуры Наблюдались витые и спиральные петельные структуры (джеты) со сложным движением и доальвеновскими (джеты) со сложным движением и доальвеновскими скоростями скоростями 150150--4400 км/с и размерами 3-10 Мм00 км/с и размерами 3-10 Мм

► У некоторых джетов наблюдается внешняя схожесть с У некоторых джетов наблюдается внешняя схожесть с эруптивными петельными протуберанцами и СМЕ. Однако эруптивными петельными протуберанцами и СМЕ. Однако масса, переносимая таким масса, переносимая таким XX--ray ray джетом, по величине на джетом, по величине на 2-6 порядков меньше, чем у типичного СМЕ2-6 порядков меньше, чем у типичного СМЕ

► Некоторые джеты имеют в основании не одну, а 2-4Некоторые джеты имеют в основании не одну, а 2-4-6-6 движущихся биполярных петельных системдвижущихся биполярных петельных систем

► Джеты могут взаимодействовать друг с другом на Джеты могут взаимодействовать друг с другом на расстоянии порядка 40  расстоянии порядка 40  MMмм

► Есть примеры с эрупциями из одной области более 10 раз Есть примеры с эрупциями из одной области более 10 раз в течение нескольких днейв течение нескольких дней

► Не существует универсальной геометрии и единого Не существует универсальной геометрии и единого сценария развития джетов сценария развития джетов

Спасибо за вниманиеСпасибо за внимание