06/14/2018 08:00

Новая модель магнитных вихрей разработана коллективом ученых из России, США, Канады и Англии

Category: Общие, Исследования, Научная жизнь


Сопоставление новых снимков космической обсерватории НАСА в рамках программы Solar Dynamics Observatory по изучению солнечно-земных связей, с изображениями, полученными шведским наземным солнечным телескопом (CRISP), вызвало большой интерес к четко выраженным снимкам солнечных торнадо.

Новая модель квазистационарных торнадо в солнечной короне разработана коллективом ученых из России (д.ф.-м.н. О.Г.Онищенко, д.ф.-м.н., профессор О.А.Похотелов, ИФЗ РАН), США (В.Хортон, Университет Техаса), Канады (А.Смоляков, Университет Саскачевана) и Англии (В.Федун, Г.Верт, Университет Шеффилда).

В условиях идеальной магнитогидродинамики предполагается, что вихри генерируются в конвективно неустойчивой плазме в гравитационном поле, где восходящая движущаяся плазма проникает на поверхность Солнца изнутри в результате тепловой конвекции, ускоренной вертикальным градиентом давления. Ускоряющиеся вертикальные плазменные потоки генерируют сходящиеся радиальные потоки плазмы из-за несжимаемости. Описанная учеными модель стационарного несжимаемого идеального плазменного вихря со скрученными магнитными полями и потоками дает точное решение уравнения равновесия магнитогидродинамики и включает явные выражения для компонент скорости и магнитного поля.

Образование магнитных вихрей стационарного состояния является одной из базовых задач физики плазмы. Трубки магнитного потока с вихревым движением являются фундаментальной моделью для понимания солнечных торнадо, астрофизических струй и дисков в окрестности вращающихся намагниченных звезд и черных дыр, а также некоторых конфигураций ограниченной лабораторной плазмы. Моделирование динамики солнечных торнадо является ключом к пониманию процесса переноса энергии в солнечную корону из нижних слоев атмосферы и возмущения солнечного ветра.

Разработанная модель может быть использована в качестве основы для параметризации наблюдаемых солнечных торнадо и оценки трудноизмеримых профилей магнитных завихренностей по азимутальным скоростям.

Участие российских ученых в разработке данной модели поддержано программой Президиума РАН № 28 и Государственным заданием ИФЗ РАН.


Ссылки по теме:

O. G. Onishchenko, V. Fedun, A. Smolyakov, W. Horton, O. A. Pokhotelov, and G. Verth  Tornado model for a magnetised plasma // Physics of Plasmas 25, 054503 (2018) https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5023167  DOI: 10.1063/1.5023167

Официальный сайт программы Solar Dynamics Observatory по изучению солнечно-земных связей: https://sdo.gsfc.nasa.gov/

Страница исследовательского комплекса «The Swedish 1-meter Solar Telescope» на сайте Института солнечной физики (Швеция), включающим CRisp Imaging SpectroPolarimeter (CRISP): http://www.isf.astro.su.se/NatureNov2002/telescope_eng.html