Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
В настоящей статье обобщается опыт, полученный авторами в разные годы при исследовании колебательных процессов в солнечных пятнах, включая тень, полутень и ближайшие окрестности. В работе анализируется ряд факторов, затрудняющих адекватное определение некоторых характеристик распространяющихся колебаний, что может приводить к неправильной интерпретации. На примере бегущих волн полутени показано, что их распространение в строго горизонтальном направлении, сопровождаемое при этом понижением частоты, является кажущимся. Эффект вызван тем, что разные колебания распространяются вдоль разных линий магнитного поля с постепенно увеличивающимся наклоном. Это заключение справедливо и для трехминутных колебаний в хромосфере тени пятна. Изменение наклона полос на полутоновых диаграммах пространство—время, используемых для определения скорости распространения колебаний вдоль корональных петель, вызвано проекционным эффектом, а не реальным изменением скорости. Авторы предлагают использовать вспышечную модуляцию амплитуды собственных колебаний среды [Chelpanov, Kobanov, 2021] для устранения неопределенностей, возникающих при измерении фазовой разности одноименных сигналов, по которой судят о скорости распространения волновых возмущений в солнечной атмосфере.
солнечные пятна, колебания, бегущие волны полутени, вспышечная модуляция колебаний
1. Осак Б.Ф., Григорьев В.М., Круглов В.И., Скоморовский В.И. Автоматизированный солнечный телескоп. Новая техника в астрономии. 1979. Т. 6. С. 84-90.
2. Alissandrakis C.E., Dialetis D., Mein P., et al. The Evershed flow in the solar photosphere, chromosphere and chromosphere-corona transition region. Astron. Astrophys. 1988. Vol. 201. P. 339-349.
3. Beckers J.M., Tallant P.E. Chromospheric inhomogeneities in sunspot umbrae. Solar Phys. 1969. Vol. 7. P. 351-365. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00146140.
4. Bel N., Leroy B. Analytical study of magnetoacoustic gravity waves. Astron. Astrophys. 1977. Vol. 55. P. 239.
5. Belov S.A., Molevich N.E., Zavershinskii D.I. Dispersion of slow magnetoacoustic waves in the active region fan loops introduced by thermal misbalance. Solar Phys. 2021. Vol. 296, 122. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-021-01868-4.
6. Bloomfield D.S., Lagg A., Solanki S.K. The nature of running penumbral waves revealed. Astrophys. J. 2007. Vol. 671. P. 1005-1012. DOI:https://doi.org/10.1086/523266.
7. Bogdan T.J., Judge P.G. Observational aspects of sunspot oscillations. Roy. Soc. London Trans. Ser. A. 2006. Vol. 364, iss. 1839. P. 313-331. DOI:https://doi.org/10.1098/rsta.2005.1701.
8. Botha G., Arber T., Nakariakov V., Zhugzhda Y. Chromospheric resonances above sunspot umbrae. Astrophys. J. 2011. Vol. 728, 84. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/728/2/84.
9. Calisir M.A., Yazici H.T., Kilcik A., Yurchyshyn V. Relationships between physical parameters of umbral dots measured for 12 sunspot umbras with the Goode Solar Telescope. Solar Phys. 2023. Vol. 298, 103. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-023-02198-3.
10. Chelpanov A.A., Kobanov N.I. Oscillations accompanying a HeI 10830 Å negative flare in a solar facula. Solar Phys. 2018. Vol. 293, 157. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-018-1378-2.
11. Chelpanov A.A., Kobanov N.I. Using flare-induced modulation of three- and five-minute oscillations for studying wave propagation in the solar atmosphere. Solar Phys. 2021. Vol. 296, 180. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-021-01910-5.
12. Evershed J. Radial movement in sun-spots. Mont. Not. Roy. Astron. Soc. 1909. Vol. 69. P. 454. DOI:https://doi.org/10.1093/mnras/69.5.454.
13. Felipe T., Socas-Navarro H., Khomenko E. Synthetic observations of wave propagation in a sunspot umbra. Astrophys. J. 2014. Vol. 795, 9. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/795/1/9.
14. French R.J., Bogdan T.J., Casini R., et al. First observation of chromospheric waves in a sunspot by DKIST/ViSP: The anatomy of an umbral flash. Astrophys. J. Lett. 2023. Vol. 945, L27. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/acb8b5.
15. Giovanelli R.G. Oscillation and waves in a sunspot. Solar Phys. 1972. Vol. 27. P. 71-79. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00151771.
16. Jess D.B., Reznikova V.E., Van Doorsselaere T., et al. The influence of the magnetic field on running penumbral waves in the solar chromosphere. Astrophys. J. 2013. Vol. 779, 168. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/779/2/168.
17. Jess D.B., Jafarzadeh S., Keys P.H., et al. Waves in the lower solar atmosphere: The dawn of next-generation solar telescopes. Living Rev. Sol. Phys. 2023. Vol. 20, 1. DOI:https://doi.org/10.1007/s41116-022-00035-6.
18. Khomenko E., Collados M. Magnetohydrostatic sunspot models from deep subphotospheric to chromospheric layers. Astrophys. J. 2008. Vol. 689. P. 1379-387. DOI: 10.1086/ 592681.
19. Kilcik A., Sarp V., Yurchyshyn V., et al. Physical characteristics of umbral dots derived from a high-resolution observations. Solar Phys. 2020. Vol. 295, 58. DOI: 10.1007/ s11207-020-01618-y.
20. Kobanov N.I. On spatial characteristics of five-minute oscillations in the sunspot umbra. Solar Phys. 1990. Vol. 125. P. 25-30. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00154775.
21. Kobanov N.I. Measurements of the differential line-of-sight velocity and longitudinal magnetic field on the Sun with CCD photodetector: part I. Modulationless techniques. Instruments and Experimental Techniques. 2001. Vol. 44. P. 524-529.
22. Kobanov N.I., Makarchik D.V. Propagating waves in the sunspot umbra chromosphere. Astron. Astrophys. 2004. Vol. 424. P. 671-675. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:20035960.
23. Kobanov N.I., Kolobov D.Y., Makarchik D.V. Umbral three-minute oscillations and running penumbral waves. Solar Phys. 2006. Vol. 238. P. 231-244. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-006-0160-z.
24. Kolobov D.Y., Chelpanov A.A., Kobanov N.I. Peculiarity of the oscillation stratification in sunspot penumbrae. Solar Phys. 2016. Vol. 291. P. 3339-3347. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-016-0953-7.
25. Lites B.W. Photoelectric observations of chromospheric sunspot oscillations. V. Penumbral oscillations. Astrophys. J. 1988. Vol. 334. P. 1054. DOI:https://doi.org/10.1086/166898.
26. Lites B.W. Sunspot oscillations - observations and implications. Sunspots: Theory and Observations. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on the Theory of Sunspots, held in Cambridge, U.K., September 22-27, 1991. 1992. Vol. 375. P. 261. DOI:https://doi.org/10.1007/978-94-011-2769-1_12.
27. Löhner-Böttcher J., Bello González N. Signatures of running penumbral waves in sunspot photospheres. Astron. Astrophys. 2015. Vol. 580, A53. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201526230.
28. Madsen C.A., Tian H., DeLuca E.E. Observations of umbral flashes and running sunspot waves with the Interface Region Imaging Spectrograph. Astrophys. J. 2015. Vol. 800, no. 2, 129. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/800/2/129.
29. Maltby P., Eriksen G. The Evershed effect as a wave phenomenon. Solar Phys. 1967. Vol. 2. P. 249-257. DOI: 10.1007/ BF00147840.
30. Milligan R.O., Fleck B., Ireland J., et al. Detection of three-minute oscillations in full-disk Lyα emission during a solar flare. Astrophys. J. Lett. 2017. Vol. 848, L8. DOI: 10.3847/ 2041-8213/aa8f3a.
31. Montesinos B., Thomas J.H. The Evershed effect in sunspots as a siphon flow along a magnetic flux tube. Nature. 1997. Vol. 390. P. 485-487. DOI:https://doi.org/10.1038/37307.
32. Reznikova V.E., Shibasaki K. Flare quasi-periodic pulsations with growing periodicity. Astron. Astrophys. 2011. Vol. 525, A112. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201015600.
33. Reznikova V.E., Shibasaki K. Spatial structure of sunspot oscillations observed with SDO/AIA. Astrophys. J. 2012. Vol. 756, A35. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/756/1/35.
34. Rimmele T.R. On the temporal behaviour of the Evershed effect. Astron. Astrophys. 1994. Vol. 290. P. 972-982.
35. Rouppe van der Voort L.H.M., Rutten P.J., Sutterlin P., et al. La Palma observations of umbral flashes. Astron. Astrophys. 2003. Vol. 403. P. 277. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361:20030237.
36. Schlichenmaier R., Schmidt W. Flow geometry in a sunspot penumbra. Astron. Astrophys. 2000. Vol. 358. P. 1122-1132.
37. Settele A., Staude J., Zhugzhda Y. Waves in sunspots: Resonant transmission and the adiabatic coefficient. Solar Phys. 2001. Vol. 202, iss. 2. P. 281-292. DOI:https://doi.org/10.1023/A:1012225321105.
38. Shine R.A., Title A.M., Tarbell T.D., et al. High-resolution observations of the Evershed effect in sunspots. Astrophys. J. 1994. Vol. 430. P. 413-424. DOI:https://doi.org/10.1086/174416.
39. Sieyra M.V., Krishna Prasad S., Stenborg G., et al. Observational and numerical characterization of a recurrent arc-shaped front propagating along a coronal fan. Astron. Astrophys. 2022. Vol. 667, A21. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202244454.
40. Solanki S., Montavon C. Uncombed fields as the source of the broad-band circular polarization of sunspots. Astron. Astrophys. 1993. Vol. 275. P. 283-292.
41. Solov’ev A.A., Kirichek E.A. Sunspot as an isolated magnetic structure: Stability and oscillations. Astrophys. Bull. 2008. Vol. 63. P. 169-180. DOI:https://doi.org/10.1134/S1990341308020077.
42. Solov’ev A.A., Kirichek E.A. Analytical model of an asymmetric sunspot with a steady plasma flow in its penumbra. Solar Phys. 2016. Vol. 291. P. 1647-1663. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-016-0922-1.
43. St. John C.E. Radial motion in sun-spots. Astrophys. J. 1913. Vol. 37. P. 322. DOI:https://doi.org/10.1086/142002.
44. Stangalini M., Verth G., Fedun V., et al. Large scale coherent magnetohydrodynamic oscillations in a sunspot. Nature Communications. 2022. Vol. 13, A479. DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-28136-8.
45. Tian C., Petrovay K. Structures in compressible magnetoconvection and the nature of umbral dots. Astron. Astrophys. 2013. Vol. 551, A92. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201117361.
46. Turova I.P., Ozhogina O.A., Yurysheva O.V. A flare and umbral flashes in a sunspot. Solar Phys. 2005. Vol. 227. P. 75-88. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-005-1715-0.
47. Van Doorsselaere T., Srivastava A.K., Antolin P., et al. Coronal heating by MHD waves. Space Sci. Rev. 2020. Vol. 216, A140. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-020-00770-y.
48. Zhao J., Felipe T., Chen R., Khomenko E. Tracing p-mode waves from the photosphere to the corona in active regions. Astrophys. J. Lett. 2016. Vol. 830, L17. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8205/830/1/L17.
49. Zhugzhda Y.D., Sych R.A. Model of local oscillations in sunspots. Astronomy Lett. 2014. Vol. 40. P. 576-593. DOI: 10.1134/ S1063773714090059.
50. Zirin H., Stein A. Observations of running penumbral waves. Astrophys. J. 1972. Vol. 178. P. L85. DOI: 10.1086/ 181089.
51. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 23 октября 2023 г.).
