Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева
Москва, Россия
Москва, Россия
В работе предложен метод измерения энергетического распределения вспышек малой энергии (нановспышек) в области ниже 1023 эрг. В качестве примера измерен спектр нановспышек в области 1021–1026 эрг для двух участков спокойной короны Солнца, наблюдавшихся телескопом SDO/AIA в канале 171 Å в мае 2019 г. Показано, что спектр нановспышек является степенным в области энергий 1022–1026 эрг. Наклон спектра в этой области является постоянным, т. е. не зависит от энергии. Ниже 1022 эрг начинается завал спектра. Для энергий менее 1021 эрг метод не дает статистически значимых результатов из-за высоких погрешностей. Результаты исследования указывают, что солнечные нановспышки могут быть обнаружены вплоть до энергий 1021–1022 эрг. Ранее сообщалось об измерениях спектра только в области 1023 эрг и выше. Полный поток энергии нановспышек в области выше 1022 эрг для исследованных участков короны составил P2•104 эрг•см–2•с–1, что примерно в 15 раз меньше, чем требуется для полной компенсации тепловых потерь короны.
солнечная активность, нановспышки, нагрев короны
1. Богачёв С.А., Ульянов А.С., Кириченко А.С. и др. Микровспышки и нановспышки в короне Солнца. Успехи физических наук. 2020. Т. 190, № 8. С. 838-858. DOI: 10.3367/ UFNr.2019.06.038769.
2. Гречнев В.В., Кузин С.В., Уралов А.М. и др. О долгоживущих горячих корональных структурах, наблюдавшихся на ИСЗ КОРОНАС-Ф/СПИРИТ в линии Mg XII. Астрономический вестник. Исследования солнечной системы. 2006. Т. 40. №. 4. С. 314-322.
3. Завершинский Д.И., Богачёв С.А., Белов С.А., Леденцов Л.С. Метод поиска нановспышек и их пространственное распределение в короне Солнца. Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика.. 2022. Т. 48, № 9. С. 665-675. DOI:https://doi.org/10.31857/S0320010822090091.
4. Кириченко А.С., Богачев С.А. Длительный нагрев плазмы в солнечных микровспышках рентгеновского класса А1. 0 и ниже. Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая астрофизика. 2013. Т. 39, №. 11. С. 884-884. DOI:https://doi.org/10.7868/S0320010813110041.
5. Ульянов А.С., Богачев С.А., Кузин С.В. Динамика ярких точек и выбросов на солнце по наблюдениям прибора ТЕСИС на спутнике КОРОНАС-Фотон. Астрономический журнал. 2010. Т. 54, №. 10. P. 1030-1040.
6. Ульянов А.С., Богачев С.А., Рева А.А. и др. Распределение энергии нановспышек в минимуме и на фазе роста 24 солнечного цикла. Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая астрофизика. 2019. Т. 45, № 4. С. 290-300. DOI:https://doi.org/10.1134/S0320010819040077.
7. Aschwanden M.J., Parnell C.E. Nanoflare statistics from first principles: fractal geometry and temperature synthesis. Astrophys. J. 2002. Vol. 572, no. 2. P. 1048. DOI:https://doi.org/10.1086/340385.
8. Aschwanden M.J. Tarbell T.D., Nightingale R.W., et al. Time variability of the “Quiet” sun observed with TRACE. II. Physical parameters, temperature evolution, and energetics of extreme-ultraviolet nanoflares. Astrophys. J. 2000. Vol. 535, no. 2. P. 1047. DOI:https://doi.org/10.1086/308867.
9. Benz A.O., Krucker S. Energy distribution of microevents in the quiet solar corona. Astrophys. J. 2002. Vol. 568, no. 1. P. 413. DOI:https://doi.org/10.1086/338807.
10. Berghmans D., Clette F., Moses D. Quiet Sun EUV transient brightenings and turbulence. A panoramic view by EIT on board SOHO. Astronomy and Astrophysics. 1998. Vol. 336. P. 1039-1055.
11. Boerner P., Edwards C., Lemen J., et al. Initial calibration of the atmospheric imaging assembly (AIA) on the solar dynamics observatory (SDO). Solar Phys. 2012. Vol. 275. P. 41-66. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-011-9804-8.
12. Cho I.-H., Moon Y.-J., Cho K.-S., et al. A new type of jet in a polar limb of the solar coronal hole. Astrophys. J. Lett. 2019. Vol. 884, no. 2. P. L38. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab4799.
13. Hudson H.S. Solar flares, microflares, nanoflares, and coronal heating. Solar Phys. 1991. Vol. 133, no. 2. P. 357-369. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00149894.
14. Kirichenko A.S., Bogachev S.A. Plasma heating in solar microflares: Statistics and analysis. Astrophys. J. 2017. Vol. 840, no. 1. P. 45. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa6c2b.
15. Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J., et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012. Vol. 275. P. 17-40. DOI: 10.1007/ s11207-011-9776-8.
16. Li Z., Su Y., Veronig A.M., et al. Detailed thermal and nonthermal processes in an A-class microflare. Astrophys. J. 2022. Vol. 930, no. 2. P. 147. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac651c.
17. Loboda I.P., Bogachev S.A. Quiescent and eruptive prominences at solar minimum: a statistical study via an automated tracking system. Solar Phys. 2015. Vol. 290, no. 7. P. 1963-1980. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-015-0735-7.
18. Loboda I.P., Bogachev S.A. Plasma dynamics in solar macrospicules from high-cadence extreme-UV observations. Astro-nomy and Astrophysics. 2017. Vol. 597. P. A78. DOI: 10.1051/ 0004-6361/201527559.
19. Loboda I.P., Bogachev S.A. What is a macrospicule? Astrophys. J. 2019. Vol. 871, no. 2. P. 230. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/aafa7a.
20. Madjarska M.S. Coronal bright points. Living Reviews in Solar Physics. 2019. Vol. 16, no. 1. P. 1-79. DOI:https://doi.org/10.1007/s41116-019-0018-8.
21. Mitra-Kraev U., Del Zanna G. Solar microflares: a case study on temperatures and the Fe XVIII emission. Astronomy and Astrophysics. 2019. Vol. 628. P. A134. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201834856.
22. Murphy N.A., Raymond J.C., Korreck K.E. Plasma heating during a coronal mass ejection observed by the solar and heliospheric observatory. Astrophys. J. 2011. Vol. 735, no. 1. P. 17. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/735/1/17.
23. Parker E.N. Magnetic neutral sheets in evolving fields. I-General theory. Astrophys. J. 1983. Vol. 264. P. 635-647. DOI:https://doi.org/10.1086/160636.
24. Parker E.N. Nanoflares and the solar X-ray corona. Astrophys. J. 1988. Vol. 330. P. 474-479. DOI:https://doi.org/10.1086/166485.
25. Parnell C.E., Jupp P.E. Statistical analysis of the energy distribution of nanoflares in the quiet Sun. Astrophys. J. 2000. Vol. 529, no. 1. P. 554. DOI:https://doi.org/10.1086/308271.
26. Purkhart S., Veronig A.M. Nanoflare distributions over solar cycle 24 based on SDO/AIA differential emission measure observations. Astronomy and Astrophysics. 2022. Vol. 661. P. A149. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202243234.
27. Reva A., Shestov S., Bogachev S., Kuzin S. Investigation of hot X-ray points (HXPs) using spectroheliograph Mg XII experiment data from CORONAS-F/SPIRIT. Solar Phys. 2012. Vol. 276, no. 1. P. 97-112. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-011-9883-6.
28. Reva A., Ulyanov A., Kirichenko A., et al. Estimate of the upper limit on hot plasma differential emission measure (DEM) in non-flaring active regions and nanoflare frequency based on the Mg XII spectroheliograph data from CORONAS-F/SPIRIT. Solar Phys. 2018. Vol. 293, no. 10. P. 1-15. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-018-1363-9.
29. Reva A.A., Bogachev S.A., Loboda I.P., et al. Observations of current sheet heating in X-ray during a solar flare. Astrophys. J. 2022. Vol. 931, no. 2. P. 93. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac6b3d.
30. Shimojo M., Kawate T., Okamoto T.J., et al. Estimating the temperature and density of a spicule from 100 GHz data obtained with ALMA. Astrophys. J. Lett. 2020. Vol. 888, no. 2. P. L28. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab62a5.
31. Withbroe G.L., Noyes R.W. Mass and energy flow in the solar chromosphere and corona. Ann. Rev. Astron. Astrophys. 1977. Vol. 15. P. 363-387. DOI:https://doi.org/10.1146/annurev.aa.15.090177. 002051.
