Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 37964 10.12737/szf-64202001 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Asymmetry in occurrence of the leading and following polarities in the photospheric magnetic field at the early stage of active region formation Асимметрия в появлении лидирующей и последующей полярностей в фотосферном магнитном поле на ранней стадии образования активной области Григорьев Виктор Михайлович Grigoryev Victor Mikhailovich vgrig@iszf.irk.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Ермакова Людмила Викторовна Ermakova Lyudmila Victorovna lermak@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Хлыстова Анна Иннокентьевна Khlystova Anna Innokentyevna hlystova@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 6 4 3 9 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/37964/view

Эволюция магнитного поля в фотосфере на ранней стадии развития активной области изучалась по данным о продольной компоненте магнитного поля и лучевых скоростях, полученным с помощью SOHO/MDI и SDO/HMI. Визуальная инспекция 48 случаев возникновения активных областей и детальный анализ динамики потоков магнитного поля четырех активных областей показали, что в момент выхода нового магнитного поля первым в фотосфере обнаруживается поле последующей полярности. Асимметрия потоков лидирующей и последующей полярностей сохраняется несколько десятков минут. Наблюдаемая асимметрия магнитных потоков подтверждает результаты численного моделирования выхода магнитного поля активной области в верхних слоях конвективной зоны, выполненного Ремпелем и Ченгом [Rempel, Cheung, 2014].

We study the evolution of the photospheric magnetic field at the early stage of active region development. We use data on longitudinal component of the magnetic field and line-of-sight velocities from SOHO/MDI and SDO/HMI. The visual inspection of 48 cases of birth of active regions and the detailed analysis of the magnetic flux dynamics in 4 active regions have shown that at the time of emergence of a new magnetic field, the field of the following polarity is the first to be detected in the photosphere. The flux asymmetry of the leading and following polarities persists for several tens of minutes. The observed asymmetry of magnetic fluxes supports the results of the numerical simulation of emergence of the active region magnetic field in the upper layers of the convective zone, which has been carried out by Rempel and Cheung [2014].

 магнитное поле активные области magnetic field active regions

Abbett W.P., Fisher G.H., Fan Y. The three-dimensional evolution of rising, twisted magnetic flux tubes in a gravitationally model convection zone // Astrophys. J. 2000. V. 540. P. 548-562. DOI: 10.1086/309316. Abbett W.P., Fisher G.H., Fan Y. The three-dimensional evolution of rising, twisted magnetic flux tubes in a gravitationally model convection zone. Astrophys. J. 2000, vol. 540, pp. 548-562. DOI: 10.1086/309316. Bappu M.K.V., Grigoriev V.M., Stepanov V.E. On the development of magnetic fields in active regions // Solar Phys. 1968. V. 4. P. 409-420. Bappu M.K.V., Grigoriev V.M., Stepanov V.E. On the development of magnetic fields in active regions. Solar Phys. 1968, vol. 4, pp. 409-420. Barnes G., Birch A.C., Leka K.D., Braun D.C. Helioseismology of pre-emerging active regions. III. Statistical analysis // Astrophys. J. 2014. V. 786. P. 19-32. DOI: 10.1088/0004-637X/786/1/19. Barnes G., Birch A.C., Leka K.D., Braun D.C. Helioseismology of pre-emerging active regions. III. Statistical analysis. Astrophys. J. 2014, vol. 786, pp. 19-32. DOI: 10.1088/0004-637X/786/1/19. Bumba V., Howard R. A study of the development of active regions on the Sun // Astrophys. J. 1965. V. 141. P. 1492-1501. Bumba V., Howard R. A study of the development of active regions on the Sun. Astrophys. J. 1965, vol. 141, pp. 1492-1501. Caligari P., Moreno-Inserties F., Schüssler M. Emerging flux tubes in the solar con-vective zone. 1: Asymmetry, tilt and emerging latitude // Astrophys. J. 1995. V. 452. P. 894-902. DOI: 10.1086/175410. Caligari P., Moreno-Inserties F., Schüssler M. Emerging flux tubes in the solar con-vective zone. 1: Asymmetry, tilt and emerging latitude. Astrophys. J. 1995, vol. 452, pp. 894-902. DOI: 10.1086/175410. Cheung M.C.H., Rempel M., Title A.M., Schüssler M. Simulation of the formation of a solar active region // Astrophys J. 2010. V. 720. P. 233-244. DOI: 10.1088/0004-637X/720/1/233. Cheung M.C.H., Rempel M., Title A.M., Schüssler M. Simulation of the formation of a solar active region. Astrophys. J. 2010, vol. 720, pp. 233-244. DOI: 10.1088/0004-637X/720/1/233. D’Silva S., Choudhury A.R. A theoretical model for tilts of bipolar magnetic regions // Astron. Astrophys. 1993. V. 272. P. 621-633. D’Silva S., Choudhury A.R. A theoretical model for tilts of bipolar magnetic regions. Astron. Astrophys. 1993, vol. 272, pp. 621-633. Fan Y. The three-dimensional evolution of buoyant magnetic flux tubes in a model so-lar convective envelope // Astrophys. J. 2008. V. 676. P. 680-697. DOI: 10.1086/527317. Fan Y. The three-dimensional evolution of buoyant magnetic flux tubes in a model so-lar convective envelope. Astrophys. J. 2008, vol. 676, pp. 680-697. DOI: 10.1086/527317. Fan Y., Fisher G.H., de Luca E.E. The origin of morphological asymmetries in bipolar active regions // Astrophys. J. 1993. V. 405. P. 390-401. DOI: 10.1086/172370. Fan Y., Fisher G.H., de Luca E.E. The origin of morphological asymmetries in bipolar active regions. Astrophys. J. 1993, vol. 405, pp. 390-401. DOI: 10.1086/172370. Fan Y., Fisher G.H., McClymont A.N. Dynamics of emerging active region flux loops // Astrophys. J. 1994. V. 436. P. 907-928. DOI: 10.1086/174967. Fan Y., Fisher G.H., McClymont A.N. Dynamics of emerging active region flux loops. Astrophys. J. 1994, vol. 436, pp. 907-928. DOI: 10.1086/174967. Knoska S. The initial phase of development of chromospheric faculae // Bull. Astr. Inst. Chech. 1977. V. 28. P. 114-117. Knoska S. The initial phase of development of chromospheric faculae. Bull. Astr. Inst. Chech. 1977, vol. 28, pp. 114-117. Rempel M., Cheung M.C.M. Numerical simulations of active region scale flux emer-gence from spot formation to decay // Astrophys J. 2014. V. 785. P. 90-109. DOI: 10.1088/0004-637X/785/2/90. Rempel M., Cheung M.C.M. Numerical simulations of active region scale flux emer-gence from spot formation to decay. Astrophys. J. 2014, vol. 785, pp. 90-109. DOI: 10.1088/0004-637X/785/2/90. Schunker H., Braun D.C., Birch A.C., et al. SDO/HMI survey of emerging active re-gions for helioseismology // Astron. Astrophys. 2016. V. 595. P. 107-117. DOI: 10.1051/0004-6361/201628388. Schunker H., Braun D.C., Bireh A.C., Burston R.B., Gizon L. SDO/HMI survey of emerging active regions for helioseismology. Astron. Astrophys. 2016, vol. 595, pp. 107-117. DOI: 10.1051/0004-6361/201628388. Stein R.F., Nordlund A. On the formation of active regions // Astrophys. J. 2012. V.753. P. L1-L14. DOI: 10.1088/2041-8205/753/1/L13. Stein R.F., Nordlund A. On the formation of active regions. Astrophys. J. 2012, vol. 753, pp. L1-L14. DOI: 10.1088/2041-8205/753/1/L13. Tian I., Alexander D. Asymmetry of helicity injection flux in emerging active regions // Astrophys. J. 2009. V. 695. P. 1012-1023. DOI: 10.1088/0004-637X/695/2/1012. Tian I., Alexander D. Asymmetry of helicity injection flux in emerging active regions. Astrophys. J. 2009, vol. 695, pp. 1012-1023. DOI: 10.1088/0004-637X/695/2/1012.