Солнечно-земная Физика Справочник

Электромагнитное излучение Солнца перекрывает большой диапазон длин волн: от нескольких километров до милиметров (радиоизлучение),
оптическое излучение, ультрафиолетовое (UV),
тепловое рентгеновское излучение (SXR) с энергией фотонов <20 кэВ (λ = 0,05 A),
жесткий рентген 20-500кэВ и, наконец,
жесткое гамма-излучение с энергией фотонов >100 МэВ (в крупных вспышках)) (1 МэВ = 0,001нм 100МэВ = 0,00002нм).

Электромагнитное излучение существует и в спокойных условиях, а во время вспышечной активности увеличивается многократно.

Радиоизлучение Солнца

Радиоизлучение Солнца в сантиметровом - декаметровом диапазоне наблюдается как в спокойное, так и в возмущенное время. BR> Частоты всплесков радиоизлучения вспышек соответствующие дециметровому и декаметровому и километровому диапазонам могут возникать лишь высоко в короне или в солнечном ветре, микроволновые и миллиметровые всплески возникают в нижней короне. Радиоизлучение, ассоциированное с вспышками на Солнце, создается при возникновении турбулентности и нетепловых движений высокотемпературной плазмы, а также при движении энергичных электронов в магнитных полях. Вспышечное радиоизлучение очень разнообразно, имеет всплески различной длительности и амплитуды со сложным частотным спектром. Вызделяется на следующие типы радиоизлучений:

• Тип I Шумовая буря, состоящая из большого числа коротких узкополосных всплесков в метровом диапазоне (300 - 50 Мгц). ( см. подробнее ниже)

• Тип II. Узкополосное излучение, которое начинается в метровом диапазоне (300 Мгц) и медленно, десятки минут, сдвигается в декаметровый диапазон (10 Мгц). Длительность всплесков II типа порядка 2-10 мин, иногда до 20-30 мин. Эти всплески появляются только после мощных хромосферных вспышек и ассоциируются с распространением ударной волны в короне и солнечном ветре. Обычно считают, что эти всплески генерированы потоками электронов, ускоренных на фронте ударной волны.

• Тип III. Узкополосные всплески, быстро, за секунды, проскакивают от дециметрового в декаметровый диапазон (500 - 0.5 Мгц). Они часто наблюдаются в виде серий и приурочены к процессам в активных областях на Солнце.
  Cоздаются узконаправленным потоком (пучком) электронов, движущихся в короне. Частота всплеска уменьшается по мере движения пучка в область меньшей корональной плотности. Радиовсплески III типа тесно связаны с выходом электронов на открытые силовые линии и убеганием их в межпланетное пространство. Иногда наблюдают всплески U- и J- типов, названных так за форму их изображений на динамических спектрах. В этих случаях пучки электронов, генерирующие всплески, движутся вдоль магнитной вспышечной петли.
  

• Тип IV. Гладкий континуум широкополосных всплесков в метровом диапазоне (300-30 Мгц), начинающихся через 10-20 минут после максимума некоторых сильных вспышек и продолжающихся иногда несколько часов.
  Полагают, что длительные всплески возникают, если осуществляется захват быстрых электронов в стабильные магнитные ловушки, которые могут быть либо неподвижными, либо перемещаться с небольшой скоростью, При этом считается, что механизм излучения всплесков IV типа синхротронный, т.е. предполагают захват электронов с энергией не менее нескольких сот кэВ.
  

• Тип V.Всплеск V типа часто возникает вместе с всплесками III типа, немного запаздывая по отношении к ним. Длительность всплесков V типа достигает минут, в то время как длительность всплесков III типа (в том же интервале частот) - всего нескольких секунд, а иногда и долей секунд.
  Всплеск V типа объясняется захватом части ускоренного пучка электронов в арку магнитного поля и удержанием в магнитной ловушке.

ШУМОВАЯ БУРЯ

Шумовой бурей называют повышенное (фон) флуктуирующее (всплески) радиоизлучение продолжительностью от нескольких часов до двух недель.

Радиоволны выходят с уровня, где частота волны становится меньше ленгмюровской. Поэтому в короне, где формируется корпускулярный поток, генерируются излучение метрового диапазона волн.
Чаще всего на этих волнах наблюдаются шумовые бури – повышенное сильно флуктуирующее радиоизлучение.
Яркостная температура в миллиарды градусов свидетельствует о нетепловом происхождении шумовых бурь. Следовательно, они являются индикаторам либо непрерывного ускорения заряженных частиц, либо постоянного существоваания ударных волн.
По мнению Ю.Ф.Юровского, общепринятая гипотеза образования ШБ из кратковременных всплесков I типа противоречит наблюдениям. Полученные им факты свидетельствуют в пользу гипотезы образования всплескового компонента шумовых бурь в результате рассеяния излучения точечного источника квазипостоянного уровня на неоднородностях короны. (см. подробнее PDF-презентацию Ю.Ф. Юровского на конференции КРАО 2007г.)

Микроволновое излучение. Микроволновое (Rμ-излучение) на частотах > 109 Гц обычно продолжается столько времени, сколько длится вспышка в жестком рентгеновском излучении, и хорошо с ним коррелирует. Возможные механизмы излучения этих всплесков: 1) излучение нагретого до высоких температур газа в области вспышки; 2) излучение быстрых электронов, движущихся в магнитных полях; 3) возбуждение излучения при взаимодействии электронов с плазменной турбулентностью, развившейся во вспышечной арке.
Мягкое рентгеновское излучение ( X-ray) Солнца разделяется на классы по пиковой мощности излучения Р, измеряемой на Земле в диапазоне 1 - 8 Ангстрем :

• Класс В Р меньше 10.0E-06 Вт/М2

• Класс C. 10.0E-06 - 10.0E-05 Вт/М2

• Класс M. 10.0E-05 - 10.0E-04 Вт/М2

• Класс X. P больше 10.0E-04 Вт/М2