Радиогелиографическая диагностика потенциальной вспышечной продуктивности активных областей

Радиогелиографы с высоким разрешением в микроволновом диапазоне позволили проводить регистрацию и изучение тонкой структуры АО, выделение областей накопления и первичного энерговыделения [1]. При анализе структуры короны АО, производящих мощные рентгеновские вспышки и выбросы ко-рональной массы (КВМ), по данным ССРТ и NoRH выделены квазистационарные источники над линией инверсии радиальной составляющей магнитного поля – neutral line associated sources (NLS) – с яркостной температурой до 106 K и круговой поляризацией до 90 % [2]. Рождение NLS сопряжено с выходом нового магнитного потока в атмосферу АО – классическим фактором вспышечной активности. Поэтому NLS являются предвестником мощных солнечных вспышек, и их можно использовать как фактор прогноза. Физическая связь NLS с местами энерговыделения в короне АО подтверждена экспериментально. Излучение квазистационарного NLS сосредоточено в основаниях и вершине магнитной петли, соединяющей, например, два сближающихся солнечных пятна. Микроволновое излучение мощных рентгеновских вспышек стартует из этой петли. Механизм излуче- ния NLS по наблюдениям на одной частоте однозначно пока еще не установлен.

Высокое разрешение ССРТ позволило установить в качестве признака предвспышечного состояния АО отклонение наблюдаемого распределения поляриза ции ее микроволнового излучения от « нормального » в той зоне солнечного диска , где находится активная область . Это привело к модификации критерия Тана - ка – Эноме по наблюдениям на одной частоте [3]. По наблюдениям на двух радиогелиографах ( ССРТ и NoRH) предложен способ краткосрочного прогноза солнечных вспышек – двухчастотный критерий нор мальных долготных зон . Критерий при использова нии таблиц сопряженности и коэффициента успеш ности при прогнозировании уровня вспышечной ак тивности АО выше М 1.0 показал лучшую эффектив ность по сравнению с одночастотным способом и способом прогнозирования по поляризационному признаку критерия Танака – Эноме и [4–6].

Двухчастотный способ показывает (рис. 1 а, б), где на диске Cолнца схематически изображены зоны нормального (не вспышечноопасного) распределения круговой поляризации излучения на 5.7 ГГц (CCРТ) и 17 ГГц (NoRH). Вид нормального (изобра- жено одномерным) распределения поляризации по АО в каждой зоне определяется «геометрическим» эффектом – сменой знака круговой поляризации [7].

В данной работе показано успешное применение двухчастотного способа прогноза для протонной АО 10930, в которой наблюдался долгоживущий NLS [8].

Прогнозирование вспышечной активности АО 10930 NOAA

Активная область АО 10930 NOAA наблюдалась в трех оборотах в ноябре 2006 – январе 2007 г . Во втором обороте ( ПЦМ ( прохождение центрального меридиана ): 2006 12. 11) она произвела две про тонные вспышки , причем , вспышка X6.5 6 де кабря 2006 г . ( на E- лимбе и в эпоху минимума сол нечной активности !) привела к нарушению работы GPS в высокоточном режиме позиционирования на всей освещенной стороне Земли на протяжении бо лее 10 мин [9].

Распределение поляризации , наблюдавшееся 5 де кабря , за сутки до протонной вспышки , приведено на рис . 2 на обеих частотах наблюдений на ССРТ ( справа ) и NoRH ( слева ).

С 8 по 12 декабря вспышки в АО 10930 практи чески отсутствуют . В это время наблюдается долго живущий NLS, положение которого определено со гласно пересчету магнитного поля по коду Руденко в корону АО [2] и представлено на рис . 3.

11–12 декабря перед протонной вспышкой цен тры яркости в интенсивности начинают смещаться по отношению к центрам яркости в поляризации , а NLS смещается с нейтральной линии магнитного поля в сторону главного пятна южной полярности , т . е . трансформируется в пятенный источник , кото рым становится окончательно 14 декабря – в послед ний вспышечно - активный день АО 10930. На рис . 4 можно видеть смещения центров радиояркости на обеих частотах . Прогнозирование согласно двухчас тотному критерию дает успешный результат (« да - да »).

Рис . 1. Долготные зоны нормального распределения поляризации для 5.7 ГГц ( а ) и 17 ГГц ( б ). Штриховкой показаны переходные дни от одной зоны к другой , свя занные с неопределенностью установления нормального распределения поляризации ( конец инверсии хвостового пятна в восточном полушарии Солнца и головного пятна в западном ). Вверху над осью – нормальное распределе -

ние поляризации в каждой зоне ( в зоне I нормальным счи тается отсутствие поляризации ).

AR 10930

Рис. 2. Распределение поляризации аномально на обеих частотах в прилимбовой зоне I, что позволяет в этот и в по- следующие дни уверенно прогнозировать мощные вспышки. Поляризация – контуры 0.3; 0.5; 0.7; 0.9 от максимального (минимального) значения T(V); области излучения с избытком поляризации правого знака (R–L) показаны контурами

черного цвета . Интенсивность – контуры 0.3; 0.5; 0.7; 0.9 от максимального значения T (I) – светлые контуры . « Да - да » – успешный результат прогнозирования .

Г . Я . Смольков , А . М . Уралов , И . А . Бакунина

Рис. 3. NLS на 17 ГГц в АО 10930 11 декабря 2006 г. Слева в полутонах – интенсивность, толстые сплошные линии – нейтральная линия радиальной составляющей магнитного поля; справа в полутонах – тангенциальная составляющая магнитного поля, контуры – радиальное магнитное поле; внизу – изменение потока мягкого рентгена по данным GOES .

Рис . 4. Слева – смещение центра радиояркости V по отношению к I на 17 ГГц , справа – на 5.7 ГГц . В центре – маг нитограмма SOHO/MDI. « Да - да » – успешный результат прогнозирования .

Рис . 5. То же , что на рис . 3 для 12 декабря 2006 г .

Из рис . 5 видно , что NLS в этот день смещает ся в сторону « старого » пятна . В этот и в после дующие дни он становится неотличим от пятенно - го источника . Смещение наблюдается за сутки до протонной вспышки .

Выводы

В данной работе на примере протонной АО 10930 показано следующее .

• 1.    Возможно успешное прогнозирование мощных вспышек благодаря новому способу – двухчастотному критерию « нормальных » долготных зон .

• 2.    Связь NLS со смещением центров радиоярко сти в интенсивности и поляризации перед мощными вспышками – перед протонной вспышкой 13 декаб ря 2006 г . X3.4 (02:14 UT) NLS смещается с ней тральной линии и становится неотличим от обычно го пятенного источника по своим пространственным характеристикам .

Обнаруженные с высоким пространственным разрешением « тонкие » признаки предвспышечной ситуации вместе с двухчастотным способом прогно за по поляризационному признаку могут служить основой для создания метода успешного прогноза мощных солнечных вспышек с использованием данных двух современных радиогелиографов .

Работы поддержаны Сибирским отделением РАН ; Программой фундаментальных исследований Президиума РАН № 30 « Солнечная активность и физические процессы в системе Солнце – Земля »; Минобрнауки РФ ( ФНТП « Астрономия », « Уни кальные установки »: № 01-27 – ССРТ , НШ : 00-15-96710/ НШ -477.2003.2// РИ -112/001/0-45); РФФИ (0402-31012, 04-02-39003, 05-07-31000, 05-07-90147, 0507-90209; 06-02-16295, 06-02-39029, 07-02-01-066); РФФИ - ГФЕН , Росгидрометом , INTAS, INTAS-RFBR, ESO C&EE Programme, ISF, SCOSTEP.