Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры
В новых радионаблюдениях Юпитера в 1998-2000 гг. в диапазоне 10ё40 МГц использовалась антенна УТР-2 совместно с акусто-оптическим спектрографом (АОС) c f-t разрешением 15 кГц – 5 мс и свиппирующим анализатором спектра. Получены обзорные динамические спектры бурь S-излучения и значительное количество...
Gespeichert in:
| Datum: | 2001 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2001
|
| Schriftenreihe: | Радиофизика и радиоастрономия |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/122229 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры / Б.П. Рябов // Радиофизика и радиоастрономия. — 2001. — Т. 6, № 1. — С. 103-130. — Бібліогр.: 57 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-122229 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1222292025-02-23T20:18:56Z Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры Jovian Decametric Emission. Multiscale Dynamic Spectra Рябов, Б.П. В новых радионаблюдениях Юпитера в 1998-2000 гг. в диапазоне 10ё40 МГц использовалась антенна УТР-2 совместно с акусто-оптическим спектрографом (АОС) c f-t разрешением 15 кГц – 5 мс и свиппирующим анализатором спектра. Получены обзорные динамические спектры бурь S-излучения и значительное количество новых высокочувствительных динамических спектров S-всплесков тонкой структуры в сплошном частотном диапазоне от 10 до 30 МГц. Рассмотрен процесс формирования асимметричного конуса S-излучения. Исследованы спектральные детали с пятью характерными частотно-временными масштабами от часов до миллисекунд. Рассмотрен ряд физических аспектов, связанных с формированием спектров S-всплесков сложной формы. Многие всплески показывают характерные черты самоподобных изображений с различным масштабом на частотно-временной плоскости. У нових радіоспостереженнях Юпітера у 1998-2000 рр. в діапазоні 10ё40 МГц використовувалася антена УТР-2 разом з акусто-оптичним спектрографом (АОС) з f-t розділенням 15 кГц – 5 мс та свіппуючим аналізатором спектра. Отримано оглядові динамічні спектри бурь S-сплесків тонкої структури у суцільному частотному діапазоні від 10 до 30 МГц. Розглянуто процес формування асиметричного конуса S-випромінювання. Досліджено спектральні деталі з п’ятьма характерними частотно-часовими масштабами від годин до мілісекунд. Розглянуто низку фізичних аспектів, пов’язаних з формуванням спектрів S-сплесків складної форми. Багато сплесків показують характерні риси самоподібних зображень з різним масштабом на частотно-часовій площині. The new Jupiter observations of 1998-2000 years were carried out in frequency range of 10¸40 MHz with UTR-2 array, the acousto-optical spectrograph from Nancay (France), and sweeping hp spectrum analyzer. We have obtained the overall time S-burst storm dynamic spectra as well as fine structured, highest sensitivity dynamic spectra of S-bursts in the 10 ¸ 30 MHz continuous frequency range. The spectrum details of five characteristic f-t scale from hours to milliseconds were investigated. The process formation of the asymmetric S-emission cone and some physical aspects joined with complicated spectral images were considered. Many complicated S-bursts demonstrate the features of apparent self-similarity with different f-t scale. 2001 Article Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры / Б.П. Рябов // Радиофизика и радиоастрономия. — 2001. — Т. 6, № 1. — С. 103-130. — Бібліогр.: 57 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/122229 523.45 ru Радиофизика и радиоастрономия application/pdf Радіоастрономічний інститут НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В новых радионаблюдениях Юпитера в 1998-2000 гг. в диапазоне 10ё40 МГц использовалась антенна УТР-2 совместно с акусто-оптическим спектрографом (АОС) c f-t разрешением 15 кГц – 5 мс и свиппирующим анализатором спектра. Получены обзорные динамические спектры бурь S-излучения и значительное количество новых высокочувствительных динамических спектров S-всплесков тонкой структуры в сплошном частотном диапазоне от 10 до 30 МГц. Рассмотрен процесс формирования асимметричного конуса S-излучения. Исследованы спектральные детали с пятью характерными частотно-временными масштабами от часов до миллисекунд. Рассмотрен ряд физических аспектов, связанных с формированием спектров S-всплесков сложной формы. Многие всплески показывают характерные черты самоподобных изображений с различным масштабом на частотно-временной плоскости. |
| format |
Article |
| author |
Рябов, Б.П. |
| spellingShingle |
Рябов, Б.П. Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры Радиофизика и радиоастрономия |
| author_facet |
Рябов, Б.П. |
| author_sort |
Рябов, Б.П. |
| title |
Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры |
| title_short |
Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры |
| title_full |
Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры |
| title_fullStr |
Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры |
| title_full_unstemmed |
Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры |
| title_sort |
спорадическое радиоизлучение юпитера. мультимасштабные динамические спектры |
| publisher |
Радіоастрономічний інститут НАН України |
| publishDate |
2001 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/122229 |
| citation_txt |
Спорадическое радиоизлучение Юпитера. Мультимасштабные динамические спектры / Б.П. Рябов // Радиофизика и радиоастрономия. — 2001. — Т. 6, № 1. — С. 103-130. — Бібліогр.: 57 назв. — рос. |
| series |
Радиофизика и радиоастрономия |
| work_keys_str_mv |
AT râbovbp sporadičeskoeradioizlučenieûpiteramulʹtimasštabnyedinamičeskiespektry AT râbovbp joviandecametricemissionmultiscaledynamicspectra |
| first_indexed |
2025-11-25T01:21:44Z |
| last_indexed |
2025-11-25T01:21:44Z |
| _version_ |
1849723406019198976 |
| fulltext |
Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1, ñòð. 103-130
© Á. Ï. Ðÿáîâ, 2001
Áîðèñ Ïàâëîâè÷! À íå çàíÿòüñÿ ëè Âàì Þïèòåðîì?
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà.
Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
Á. Ï. Ðÿáîâ
Ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêèé èíñòèòóò ÍÀÍ Óêðàèíû,
Óêðàèíà, 61002, ã. Õàðüêîâ, óë. Êðàñíîçíàìåííàÿ, 4
E-mail: ryab@ira.kharkov.ua
 íîâûõ ðàäèîíàáëþäåíèÿõ Þïèòåðà â 1998-2000 ãã. â äèàïàçîíå 10÷40 ÌÃö èñïîëüçîâàëàñü
àíòåííà ÓÒÐ-2 ñîâìåñòíî ñ àêóñòî-îïòè÷åñêèì ñïåêòðîãðàôîì (ÀÎÑ) c f-t ðàçðåøåíèåì 15 êÃö �
5 ìñ è ñâèïïèðóþùèì àíàëèçàòîðîì ñïåêòðà. Ïîëó÷åíû îáçîðíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû áóðü
S-èçëó÷åíèÿ è çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî íîâûõ âûñîêî÷óâñòâèòåëüíûõ äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ
S-âñïëåñêîâ òîíêîé ñòðóêòóðû â ñïëîøíîì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå îò 10 äî 30 ÌÃö. Ðàññìîòðåí
ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ àñèììåòðè÷íîãî êîíóñà S-èçëó÷åíèÿ. Èññëåäîâàíû ñïåêòðàëüíûå äåòà-
ëè ñ ïÿòüþ õàðàêòåðíûìè ÷àñòîòíî-âðåìåííûìè ìàñøòàáàìè îò ÷àñîâ äî ìèëëèñåêóíä. Ðàñ-
ñìîòðåí ðÿä ôèçè÷åñêèõ àñïåêòîâ, ñâÿçàííûõ ñ ôîðìèðîâàíèåì ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ ñëîæíîé
ôîðìû. Ìíîãèå âñïëåñêè ïîêàçûâàþò õàðàêòåðíûå ÷åðòû ñàìîïîäîáíûõ èçîáðàæåíèé ñ ðàçëè÷-
íûì ìàñøòàáîì íà ÷àñòîòíî-âðåìåííîé ïëîñêîñòè.
Äëèííûå ñåðèè S-âñïëåñêîâ êîíöåíòðèðóþòñÿ âíóòðè ïîëîñ øèðèíîé îò 1.5 äî 5 ÌÃö, êîòî-
ðûå èìåþò ïîëîæèòåëüíûé èëè îòðèöàòåëüíûé ÷àñòîòíûé äðåéô äî 17 êÃö/ñ è ðàçäåëåíû
â ñðåäíåì èíòåðâàëîì ~3.5 ÌÃö. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî òàêèå ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû ñîîòâåòñòâó-
þò êðóïíûì íåîäíîðîäíîñòÿì òðóáêè Èî òèïà óòîëùåíèé, ãäå è ïðîèñõîäèò èçëó÷åíèå S-âñïëåñ-
êîâ. Íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ ñïåêòðîãðàìì ðàññ÷èòàíû ðàçìåðû íåîäíîðîäíîñòåé, èõ ìåñòîïîëî-
æåíèå è ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ïî òðóáêå Èî. Ïðåäïîëàãàåìàÿ ñòðóêòóðà òðóáêè Èî ñîâìåñòèìà ñ
ïðåäëîæåííîé íàìè ðàíåå ìîäåëüþ [34, 35] èñòî÷íèêà S-èçëó÷åíèÿ.
Ó íîâèõ ðàä³îñïîñòåðåæåííÿõ Þï³òåðà ó 1998-2000 ðð. â ä³àïàçîí³ 10÷40 ÌÃö âèêîðèñòî-
âóâàëàñÿ àíòåíà ÓÒÐ-2 ðàçîì ç àêóñòî-îïòè÷íèì ñïåêòðîãðàôîì (ÀÎÑ) ç f-t ðîçä³ëåííÿì
15 êÃö � 5 ìñ òà ñâ³ïïóþ÷èì àíàë³çàòîðîì ñïåêòðà. Îòðèìàíî îãëÿäîâ³ äèíàì³÷í³ ñïåêòðè
áóðü S-ñïëåñê³â òîíêî¿ ñòðóêòóðè ó ñóö³ëüíîìó ÷àñòîòíîìó ä³àïàçîí³ â³ä 10 äî 30 ÌÃö. Ðîçã-
ëÿíóòî ïðîöåñ ôîðìóâàííÿ àñèìåòðè÷íîãî êîíóñà S-âèïðîì³íþâàííÿ. Äîñë³äæåíî ñïåêòðàëüí³
äåòàë³ ç ï�ÿòüìà õàðàêòåðíèìè ÷àñòîòíî-÷àñîâèìè ìàñøòàáàìè â³ä ãîäèí äî ì³ë³ñåêóíä. Ðîç-
ãëÿíóòî íèçêó ô³çè÷íèõ àñïåêò³â, ïîâ�ÿçàíèõ ç ôîðìóâàííÿì ñïåêòð³â S-ñïëåñê³â ñêëàäíî¿
ôîðìè. Áàãàòî ñïëåñê³â ïîêàçóþòü õàðàêòåðí³ ðèñè ñàìîïîä³áíèõ çîáðàæåíü ç ð³çíèì ìàñøòà-
áîì íà ÷àñòîòíî-÷àñîâ³é ïëîùèí³.
Äîâã³ ñå𳿠S-ñïëåñê³â êîíöåíòðóþòüñÿ óñåðåäèí³ ñìóã øèðèíîþ â³ä 1.5 äî 5 ÌÃö, ÿê³ ìàþòü
äîäàòíèé àáî â³ä�ºìíèé ÷àñòîòíèé äðåéô äî 17 êÃö/ñ ³ ðîçä³ëåí³ ó ñåðåäíüîìó ³íòåðâàëîì
~3.5 ÌÃö. Ìàºòüñÿ íà óâàç³, ùî òàê³ ñïåêòðàëüí³ ïîëîñè â³äïîâ³äàþòü êðóïíèì íåîäíîð³äíîñ-
òÿì òðóáêè ²î òèïó ïîòîâùåíü, äå ³ â³äáóâàºòüñÿ âèïðîì³íþâàííÿ S-ñïëåñê³â. Íà îñíîâ³ îòðèìà-
íèõ ñïåêòðîãðàì ðîçðàõîâàíî ðîçì³ðè íåîäíîð³äíîñòåé, ¿õ ì³ñöåçíàõîäæåííÿ òà øâèäêîñò³ ðóõó
ïî òðóáö³ ²î. Ïåðåäáà÷óâàíà ñòðóêòóðà òðóáêè ²î ñóì³ñíà ³ç çàïðîïîíîâàíîþ íàìè ðàí³øå ìîäåë-
ëþ [34, 35] äæåðåëà S-âèïðîì³íþâàííÿ.
ÓÄÊ 523.45
Çàìå÷àíèå Ñ. ß. Áðàóäå âî âðåìÿ óòðåííåãî
îáõîäà ñâîèõ ëàáîðàòîðèé â ñåíòÿáðå 1980 ã.
Á. Ï. Ðÿáîâ
104 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ââåäåíèå
Îòêðûòèå ñïîðàäè÷åñêîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ
Þïèòåðà (1955 ã.) [1] ñòàëî ôóíäàìåíòàëüíûì
ÿâëåíèåì. Îíî ïðèâåëî ê áóðíîìó ðàçâèòèþ
èññëåäîâàíèé â îáëàñòè ïëàíåòíîé ôèçèêè
ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêèìè ìåòîäàìè. Ñ òåõ ïîð
ïðîâåäåíû ìíîãèå ñîòíè ðàäèîíàáëþäåíèé
ïëàíåò êàê íàçåìíûìè ñðåäñòâàìè, òàê è ñ
ïîìîùüþ êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ, êîòîðûå
çíà÷èòåëüíî ðàñøèðèëè íàøè ïðåäñòàâëåíèÿ
î ïëàíåòíûõ ìàãíèòîñôåðàõ, ïîòîêàõ çàðÿæåí-
íûõ ÷àñòèö è ìåõàíèçìàõ ãåíåðàöèè ðàäèî-
âîëí â êîñìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ.
Þïèòåð èçëó÷àåò â øèðîêîì äèàïàçîíå �
îò ìèëëèìåòðîâûõ äî êèëîìåòðîâûõ ðàäèî-
âîëí, íî îñîáûé è íåîñëàáåâàþùèé èíòåðåñ
âûçûâàåò ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå.
Îíî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âåñüìà èíòåíñèâíûå
ðàäèîâñïëåñêè, ïîÿâëÿþùååñÿ â äèàïàçîíå
÷àñòîò îò 100 êÃö äî 39.5 ÌÃö â âèäå øèðî-
êîïîëîñíûõ øóìîâûõ ðàäèîáóðü, äëèòåëüíî-
ñòüþ â íåñêîëüêî ÷àñîâ. Íà âûõîäå øèðîêî-
ïîëîñíîãî ñïåêòðîãðàôà ñïîðàäè÷åñêîå èçëó-
÷åíèå îáíàðóæèâàåò ñóãóáî íåñòàöèîíàðíûé
õàðàêòåð: ðàçáðîñ àìïëèòóä ðàäèîâñïëåñêîâ
â òå÷åíèå îäíîé áóðè äîñòèãàåò 50 60÷ äÁ.
Äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû áóðü ñîäåðæàò ÿðêî
âûðàæåííûå õàðàêòåðíûå äåòàëè, ÷àñòîòíî-
âðåìåííûå (f-t) ìàñøòàáû êîòîðûõ èìåþò
ðàçáðîñ â òûñÿ÷è ðàç ïî ÷àñòîòå è âðåìåíè.
Èñòîðè÷åñêè ñëîæèëîñü òàê, ÷òî ðàçëè÷àþò
äâå îñíîâíûå êîìïîíåíòû ýìèññèè, L è S.
Íà âûõîäå àìïëèòóäíîãî äåòåêòîðà óçêîïî-
ëîñíîãî ðàäèîïðèåìíèêà L-êîìïîíåíòà èìå-
åò âèä øóìîâîãî íàïðÿæåíèÿ, êîòîðîå ôëóê-
òóèðóåò ñ âðåìåííûì ìàñøòàáîì ïîðÿäêà
1 100÷ ñ, à S-êîìïîíåíòà � ýòî êîðîòêèå ðà-
äèîèìïóëüñû äëèòåëüíîñòüþ íà îäíîé ÷àñ-
òîòå îò 1 äî 100 ìñ. Îòëè÷èòåëüíûìè îñîáåí-
íîñòÿìè S-âñïëåñêîâ ÿâëÿþòñÿ èõ óçêîïîëîñ-
íîñòü, ìãíîâåííàÿ ïîëîñà ÷àñòîò âñïëåñêà
îêîëî 50 êÃö è îòðèöàòåëüíûé ÷àñòîòíûé
äðåéô. ×àñòîòíàÿ ïîëîñà ñóùåñòâîâàíèÿ
âñïëåñêà íåïîñòîÿííà, îíà ôëóêòóèðóåò â ïðå-
äåëàõ 1 6÷ ÌÃö. Âñïëåñêè òèïà L è S ìîãóò
ïîÿâëÿòüñÿ ðàçäåëüíî ëèáî âìåñòå, ïðåäñòàâ-
ëÿÿ ñîáîé àääèòèâíóþ èëè ìóëüòèïëèêàòèâ-
íóþ ñìåñè êîìïîíåíò. Ñóùåñòâóþò âñïëåñêè
è ñ ïðîìåæóòî÷íûìè ÷àñòîòíî-âðåìåííûìè
f-t ìàñøòàáàìè.
Þïèòåðèàíñêîå ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó-
÷åíèå çàâèñèò îò îðáèòàëüíîãî ïîëîæåíèÿ
ñïóòíèêà Þïèòåðà Èî [2, 3]. Îòñþäà âîçíèê-
ëî ðàçäåëåíèå íà çàâèñÿùóþ è íåçàâèñÿùóþ
îò Èî êîìïîíåíòû ýìèññèè. Ïðè ýòîì L-èçëó-
÷åíèå èñïûòûâàåò ëèøü ÷àñòè÷íûé êîíòðîëü
ñî ñòîðîíû Èî, à S-êîìïîíåíòà ïðàêòè÷åñêè
ïîëíîñòüþ êîíòðîëèðóåòñÿ òîêîâîé ñèñòåìîé
Þïèòåð-Èî. Ñóùåñòâóåò òî÷êà çðåíèÿ, ÷òî âñå
ñïîðàäè÷åñêîå èçëó÷åíèå Þïèòåðà òàê èëè
èíà÷å ñâÿçàíî ñ Èî. Äàëüíåéøèå èññëåäîâà-
íèÿ ïîäòâåðäèëè ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî èñòî÷-
íèê ãåíåðàöèè S-âñïëåñêîâ ëîêàëèçîâàí â ïî-
òîêîâîé òðóáêå, ñîåäèíÿþùåé Þïèòåð ñ Èî è
âûòÿíóòîé âäîëü ñèëîâîé ëèíèè äèïîëüíîãî
ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïëàíåòû.
Àíàëèç àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûõ äèíàìè÷åñ-
êèõ ñïåêòðîâ ïîêàçàë, ÷òî S-êîìïîíåíòà îá-
íàðóæèâàåò ïîðàçèòåëüíî ðàçíîîáðàçíóþ è
ñëîæíóþ ñòðóêòóðó â ÷àñòîòíî-âðåìåííîé è
ïðîñòðàíñòâåííîé îáëàñòÿõ. Ïî ìåðå ñîâåð-
øåíñòâîâàíèÿ òåõíèêè ýêñïåðèìåíòà âîçðàñ-
òàëè ÷óâñòâèòåëüíîñòü ðàäèîòåëåñêîïîâ è ðàç-
ðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü àïïàðàòóðû ïî ÷àñòî-
òå è âðåìåíè. Â ðåçóëüòàòå áûëè îáíàðóæåíû
íîâûå äåòàëè ñïåêòðîâ [4, 5] è óñòàíîâëåíû
ñâÿçè ïàðàìåòðîâ ýìèññèè ñ öåëûì ðÿäîì
ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â çîíå ãåíåðàöèè, â
ìàãíèòîñôåðå ïëàíåòû, òðóáêå Èî è ïðîñòðàí-
ñòâå, îêðóæàþùåì ñàì ñïóòíèê Èî. Ïîýòîìó
ÿñíî, ïî÷åìó çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü óñèëèé èñ-
ñëåäîâàòåëåé íåèçìåííî íàïðàâëÿåòñÿ íà èçó-
÷åíèå S-âñïëåñêîâ.
Íåèçâåäàííîé îáëàñòüþ ïîêà îñòàþòñÿ
äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû ôàçû S-âñïëåñêîâ. Ýòè
âîïðîñû óæå èçó÷àþòñÿ [6], íî ïîäðîáíûå
äàííûå ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû òîëüêî ñ ïîìî-
ùüþ øèðîêîïîëîñíûõ è ñêîðîñòíûõ öèôðî-
âûõ àíàëèçàòîðîâ íà îñíîâå áûñòðîãî ïðåîá-
ðàçîâàíèÿ Ôóðüå.
1. Ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé
Ñòðóêòóðà äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ S-êîì-
ïîíåíòû þïèòåðèàíñêîé ðàäèîýìèññèè èçó÷à-
åòñÿ óæå áîëåå 40 ëåò [2, 3, 6-27]. Íåñìîòðÿ íà
òî, ÷òî â ðÿäå ðàáîò áûëà äîñòèãíóòà âûñîêàÿ
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
105Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ïî ÷àñòîòå è âðå-
ìåíè (10 êÃö � 300 ìêñ), âñëåäñòâèå íåäîñòà-
òî÷íîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè, øèðèíû äèàïàçîíà
ðàáî÷èõ ÷àñòîò èëè âðåìåíè ñîïðîâîæäåíèÿ
ïëàíåòû ëó÷îì ðàäèîòåëåñêîïà ïîëó÷åííûå
äàííûå áûëè ïîäâåðæåíû ýôôåêòó íàáëþäà-
òåëüíîé ñåëåêöèè è íå äîïóñêàëè âñåñòîðîí-
íåé ôèçè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè.
Äî íàáëþäåíèé Þïèòåðà [28-32], âûïîë-
íåííûõ íà ðàäèîòåëåñêîïå ÓÒÐ-2 [33] â Õàðü-
êîâå, ðàäèîáóðè èçó÷àëèñü ôðàãìåíòàðíî,
ò. å. íå áûëè èçó÷åíû â êîìïëåêñå ïîëíûå
äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû ðàäèîáóðü çàâèñÿùå-
ãî îò Èî èçëó÷åíèÿ. Àäåêâàòíûå èññëåäîâà-
íèÿ òðåáóþò äëèòåëüíîãî ñîïðîâîæäåíèÿ
ïëàíåòû, ðåãèñòðàöèè ñèãíàëîâ â øèðîêîì
äèàïàçîíå ÷àñòîò (>15 ÌÃö) ïðè ìèíèìàëü-
íîé ïëîòíîñòè ïîòîêà îêîëî 10 ßí. Ïðîâå-
äåííûå â íà÷àëå 80-õ ãîäîâ íàáëþäåíèÿ áóðü
S-èçëó÷åíèÿ íà ÓÒÐ-2 óäîâëåòâîðÿëè âñåì
ýòèì òðåáîâàíèÿì. Îíè ïîçâîëèëè âûÿñíèòü
â äåòàëÿõ ïðîñòðàíñòâåííî-÷àñòîòíóþ ñòðóê-
òóðó äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè (ÄÍ) S-êîì-
ïîíåíòû [32], îöåíèòü ãåîìåòðè÷åñêóþ
ñòðóêòóðó ñàìîé òðóáêè Èî, à òàêæå åå ýâî-
ëþöèþ çà âðåìÿ áóðè [5].
Íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ íàáëþäàòåëüíûõ
äàííûõ ïðåäëîæåíà ôèçè÷åñêàÿ ìîäåëü èñ-
òî÷íèêà èçëó÷åíèÿ è ìåõàíèçì, îòâåòñòâåí-
íûé çà ãåíåðàöèþ S-êîìïîíåíòû þïèòåðèàí-
ñêîé ðàäèîýìèññèè [34, 35]. Ìîäåëü õîðîøî
ñîãëàñóåòñÿ ñ áîëüøèíñòâîì èçâåñòíûõ ïà-
ðàìåòðîâ èçëó÷åíèÿ: ÷àñòîòíî-óãëîâûìè ïà-
ðàìåòðàìè êîíè÷åñêîé ÄÍ, îöåíêàìè ìåñòî-
ïîëîæåíèÿ èñòî÷íèêà ãåíåðàöèè îòíîñèòåëü-
íî ïëàíåòû [29-31], ñòðóêòóðîé ïëàíåòíîãî
ìàãíèòíîãî ïîëÿ [36-38], òîíêîé ñòðóêòóðîé
äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ è ÷àñòîòíûìè äðåé-
ôàìè S-âñïëåñêîâ [4, 14, 15, 17-19, 23], è ðÿ-
äîì äðóãèõ õàðàêòåðèñòèê ýìèññèè.
Çàäà÷à íîâûõ ñïåêòðàëüíûõ èññëåäîâàíèé
ñîñòîÿëà â òîì, ÷òîáû ïðîñëåäèòü ýâîëþöèþ
òîíêîé ñòðóêòóðû S-âñïëåñêîâ îäíîâðåìåí-
íî ñ êðóïíîìàñøòàáíûìè ñïåêòðàìè âñåé
áóðè è óñòàíîâèòü âçàèìíóþ ñâÿçü ñïåêòðàëü-
íûõ äåòàëåé ñ ðàçëè÷íûìè õàðàêòåðíûìè f-t
ìàñøòàáàìè.
2. Àïïàðàòóðà è îáðàáîòêà äàííûõ
Èññëåäîâàíèÿ, ïðîâåäåííûå â 1994-2000 ãã.,
âûïîëíåíû ñ ïðèìåíåíèåì íîâîé ñïåêòðàëü-
íîé àïïàðàòóðû, ðàñøèðèâøåé âîçìîæíîñòè
ðàäèîòåëåñêîïà ÓÒÐ-2.
 ïîñëåäíèå ãîäû ðàçâèâàåòñÿ ïðîäóêòèâ-
íîå ñîòðóäíè÷åñòâî â èçó÷åíèè Þïèòåðà ìåæ-
äó Ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêèì èíñòèòóòîì ÍÀÍ
Óêðàèíû, Àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèåé
Ïàðèæ-Ìåäîí è Èíñòèòóòîì êîñìè÷åñêèõ èñ-
ñëåäîâàíèé Àâñòðèéñêîé àêàäåìèè íàóê. Óíè-
êàëüíàÿ êîìáèíàöèÿ îäíîé èç êðóïíåéøèõ
äåêàìåòðîâûõ àíòåííûõ ðåøåòîê ÓÒÐ-2 ñ
ôðàíöóçñêèì àêóñòî-îïòè÷åñêèì ñïåêòðîãðà-
ôîì (ÀÎÑ) è 30-êàíàëüíûì àíàëèçàòîðîì òå-
ëåñêîïà ÓÒÐ-2 ñ áûñòðîäåéñòâóþùåé ñèñòå-
ìîé öèôðîâîé ðåãèñòðàöèè ïîçâîëèëà ïîëó-
÷èòü êà÷åñòâåííî íîâûå äàííûå [4, 5, 39-49].
Äëÿ èçó÷åíèÿ êðóïíîìàñøòàáíûõ äåòàëåé
ñïåêòðà èñïîëüçîâàëñÿ ïîñëåäîâàòåëüíûé àíà-
ëèçàòîð ôèðìû Õüþëåòò-Ïàêêàðä (hp) ñ f-t ðàç-
ðåøåíèåì 30 êÃö � 500 ìñ.  ðåçóëüòàòå óäà-
ëîñü ïîëó÷èòü ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñ-
êèå ñïåêòðû ñïîðàäè÷åñêîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ
Þïèòåðà â äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 10 äî 40 ÌÃö.
Àêóñòî-îïòè÷åñêèé ñïåêòðîãðàô èìååò 866
ïàðàëëåëüíûõ ÷àñòîòíûõ êàíàëîâ â äèàïàçî-
íå ÷àñòîò øèðèíîé 26 ÌÃö è f-t ðàçðåøåíèå
30 êÃö � 5 ìñ. Åãî àìïëèòóäíàÿ õàðàêòåðèñòè-
êà ëèíåéíà ïî ìîùíîñòè, à ÷èñëî óðîâíåé äèñ-
êðåòèçàöèè ñîñòàâëÿåò 4096.
Ìíîãîêàíàëüíûé àíàëèçàòîð íåçàìåíèì â
äåêàìåòðîâîì äèàïàçîíå, ãäå îáû÷íî äåéñòâó-
þò ñèëüíûå ñòàíöèîííûå ïîìåõè. Åãî ÷àñòîò-
íàÿ õàðàêòåðèñòèêà çàäàíà ÷èñëîì ïðèåìíèêîâ
(îáû÷íî 30), íàñòðîåííûõ íà ñâîáîäíûå îò
ïîìåõ ÷àñòîòû ñ øàãîì îò 50 äî 500 êÃö, è
ïîëîñîé ïðîïóñêàíèÿ îäíîãî êàíàëà 1 14÷ êÃö.
Áûñòðîäåéñòâèå ñèñòåìû ðåãèñòðàöèè îïðå-
äåëÿåòñÿ 30-êàíàëüíûì àíàëîãî-öèôðîâûì
ïðåîáðàçîâàòåëåì (ÀÖÏ) è ðàâíî 2 ìñ.
Ïåðâè÷íûå äàííûå íàáëþäåíèé îáðàáîòà-
íû ïîñðåäñòâîì ñïåöèàëüíî ñîçäàííûõ äëÿ
ýòîé öåëè àëãîðèòìîâ è êîìïüþòåðíûõ ïðî-
ãðàìì. Îíè äàþò âîçìîæíîñòü ïîëó÷èòü öâåò-
íûå èëè ÷åðíî-áåëûå èçîáðàæåíèÿ äèíàìè÷åñ-
êèõ ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ â êîîðäèíàòàõ àìï-
ëèòóäà-÷àñòîòà-âðåìÿ â âèäå òðåõìåðíûõ êàð-
Á. Ï. Ðÿáîâ
106 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
òèí â èçîìåòðèè èëè ñ ÿðêîñòíîé èíäèêàöèåé
èíòåíñèâíîñòè. Ïðîãðàììû îáíàðóæèâàþò
S-âñïëåñêè Þïèòåðà â óñëîâèÿõ íåèçáåæíûõ
â äåêàìåòðîâîì äèàïàçîíå ïîìåõ îò ðàäèîñòàí-
öèé è ñèëüíîãî êîñìè÷åñêîãî ôîíà. Ñ ýòîé
öåëüþ â êàæäîì êàíàëå ïðîèçâîäèòñÿ ñâåðòêà
ïîñëåäåòåêòîðíîé ðåàëèçàöèè ñ îòêëèêîì îï-
òèìàëüíîãî ôèëüòðà äëÿ âûäåëåíèÿ èìïóëüñ-
íûõ ñèãíàëîâ è ïîäàâëåíèÿ ïîìåõ îò ðàäèî-
ñòàíöèé. Îäíîâðåìåííî âûïîëíÿåòñÿ íåëèíåé-
íîå àìïëèòóäíîå ïðåîáðàçîâàíèå òèïà âîçâå-
äåíèÿ â ñòåïåíü èëè ëîãàðèôìèðîâàíèÿ â çà-
âèñèìîñòè îò íåîáõîäèìîñòè âûäåëèòü ñëàáûå
èëè ñèëüíûå ñèãíàëû è ïðîèçâîäèòñÿ àäàïòèâ-
íàÿ ÷àñòîòíî-âðåìåííàÿ èíòåðïîëÿöèÿ äðåé-
ôóþùèõ S-âñïëåñêîâ. Ïðîãðàììû ïîçâîëÿþò
â ðÿäå ñëó÷àåâ âîññòàíîâèòü èñòèííóþ ÷àñ-
òîòíî-âðåìåííóþ ñòðóêòóðó äèíàìè÷åñêèõ
ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ, ò. å. íåñêîëüêî óëó÷øèòü
ïåðâè÷íîå ðàçðåøåíèå ñïåêòðîàíàëèçàòîðà.
Òàê, ìîæåò áûòü ïîâûøåíà ðàçðåøàþùàÿ ñïî-
ñîáíîñòü àêóñòî-îïòè÷åñêîãî ñïåêòðîãðàôà ïî
âðåìåíè çà ñ÷åò íåêîòîðîé èçáûòî÷íîñòè â
÷àñòîòíîì ðàçðåøåíèè, à â ìíîãîêàíàëüíîì
àíàëèçàòîðå óëó÷øåíèå ÷àñòîòíîãî ðàçðåøå-
íèÿ äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò åãî ïîâûøåííîãî
áûñòðîäåéñòâèÿ.
3. Õàðàêòåðíûå ìàñøòàáû
äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ
Íà îñíîâå íàáëþäåíèé Þïèòåðà, ïðîâåäåí-
íûõ íà ÓÒÐ-2 â 1996-2000 ãã., ïîëó÷åíà íîâàÿ
èíôîðìàöèÿ î çàâèñÿùåì îò Èî èçëó÷åíèè,
ïðè ýòîì èññëåäîâàíû êàê èíòåãðàëüíûå äè-
íàìè÷åñêèå ñïåêòðû ðàäèîáóðü, òàê è ïîäðîá-
íàÿ äåòàëèçàöèÿ ïðîìåæóòî÷íûõ f-t ìàñøòà-
áîâ è òîíêîé ñòðóêòóðû. Ñïåêòðû ïðåäñòàâëå-
íû íà äëèòåëüíîì âðåìåííîì èíòåðâàëå: íå-
ïðåðûâíîå ñëåæåíèå çà ïëàíåòîé äîñòèãàåò
6 ÷àñîâ. Îíè èìåþò øèðîêèé ÷àñòîòíûé äèà-
ïàçîí, 10 30÷ ÌÃö, à äèàïàçîí ïëîòíîñòåé ïî-
òîêîâ ñîñòàâëÿåò 2 710 10÷ ßí.
Áîëüøèíñòâî ñïåêòðîâ èçîáðàæåíî íà
f-t ïëîñêîñòè ñ ÿðêîñòíî-öâåòîâîé èíäèêàöèåé
èíòåíñèâíîñòè. Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåí ïðèìåð
ìóëüòèìàñøòàáíîãî äèíàìè÷åñêîãî ñïåêòðà
ðàäèîáóðè çàâèñÿùåãî îò Èî èçëó÷åíèÿ (èñòî÷-
íèê Io-B), èìåâøåé ìåñòî 8 èþíÿ 1997 ã.
Êàê âèäíî èç ðèñ. 1, â þïèòåðèàíñêîì èçëó÷å-
íèè, â îñíîâíîì, âûäåëÿþòñÿ ïÿòü ñïåêòðàëü-
íûõ ìàñøòàáîâ, çà êàæäûé èç êîòîðûõ, ïî-
âèäèìîìó, îòâåòñòâåí ñâîé ôèçè÷åñêèé ìåõà-
íèçì. Óñëîâíî ìîæíî îïðåäåëèòü ñëåäóþùèå
òèïû äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ ñ ñîîòâåòñòâó-
þùèìè ñðåäíèìè ðàçìåðàìè f-t äåòàëåé:
Ðàññìîòðèì òèïû ñïåêòðîâ èñòî÷íèêîâ çà-
âèñÿùåãî îò Èî èçëó÷åíèÿ â èõ ñâÿçè ñ ìåõà-
íèçìîì ãåíåðàöèè [34, 35], õàðàêòåðèñòèêàìè
íàïðàâëåííîñòè è ôèçè÷åñêèìè ïðîöåññàìè â
àêòèâíîé çîíå òðóáêè Èî.
4. Ñïåêòðû ðàäèîáóðü
è íàïðàâëåííîñòü èçëó÷åíèÿ
Ìîùíûå áóðè ðàäèîèçëó÷åíèÿ íàáëþäàþò-
ñÿ â òàê íàçûâàåìûõ èñòî÷íèêàõ çàâèñÿùåãî îò
Èî èçëó÷åíèÿ Þïèòåðà. Ýòèì èñòî÷íèêàì ñî-
îòâåòñòâóþò îïðåäåëåííûå çîíû íà êîîðäèíàò-
íîé ïëîñêîñòè �îðáèòàëüíûé óãîë Èî IoΦ �
äîëãîòà öåíòðàëüíîãî ìåðèäèàíà Þïèòåðà
IIIλ �. Íàèáîëåå ìîùíûå èñòî÷íèêè ñ ìàêñè-
ìàëüíîé ÷àñòîòîé ýìèññèè îêîëî 35 38÷ ÌÃö
ëîêàëèçîâàíû â äâóõ çîíàõ Iî-Â è Iî-Ñ ñ êîîð-
äèíàòàìè IoB 90 30 ,Φ ≈ ° ± ° IIIB 90 150λ ≈ ÷ ° è
IoC 240 30 ,Φ ≈ ° ± ° IIIC 300 30 ,λ ≈ ÷ ° ñîîòâåò-
Òèïû äèíàìè÷åñêèõ
ñïåêòðîâ
f-t ìàñøòàá
à) Êðóïíîìàñøòàáíûé
ñïåêòð áóðè â öåëîì
b) Ñïåêòð èçëó÷åíèÿ
íåîäíîðîäíîñòåé
òðóáêè Èî
c) Ñòàòèñòè÷åñêèé
ñïåêòð S-êîìïîíåíòû
d) Ñåðèè S-âñïëåñêîâ
3 ÌÃö-30 ìñ
e) Òîíêàÿ ñòðóêòóðà
èíäèâèäóàëüíûõ S-
âñïëåñêîâ
10 ÌÃö � 60 ìèí
3 ÌÃö � 3 ìèí
3 ÌÃö � 30 ìñ
0.3 ÌÃö � 5 ìñ
3 ÌÃö � 3 ñ
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
107Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 1. Ìóëüòèìàñøòàáíûé äèíàìè÷åñêèé ñïåêòð ðàäèîáóðè èñòî÷íèêà Io-B 8 èþíÿ 1997 ã.:
à) êðóïíîìàñøòàáíûé ñïåêòð áóðè â öåëîì; b) ñïåêòð èçëó÷åíèÿ íåîäíîðîäíîñòåé òðóáêè Èî; ñ) ñòàòè-
ñòè÷åñêèé ñïåêòð S-êîìïîíåíòû; d) ñåðèè S-âñïëåñêîâ; e) ñïåêòðû òîíêîé ñòðóêòóðû. Ñòðåëêè óêàçûâà-
þò íà óâåëè÷åííûå ôðàãìåíòû ñïåêòðîâ, î÷åð÷åííûå ðàìêîé íà ñîîòâåòñòâóþùåé âåðõíåé ïàíåëè
Á. Ï. Ðÿáîâ
108 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
ñòâåííî.  òåõ æå ïîëîñàõ IoΦ îáû÷íî âûäå-
ëÿþò íèçêî÷àñòîòíûå èñòî÷íèêè Iî-À, Io-Â
1
,
Io-D, êîòîðûå çàìåòíî ñëàáåå. Ïðèìåðû äèíà-
ìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ áóðü èçëó÷åíèÿ èñòî÷íèêà
Iî- ïîêàçàíû íà ðèñ. 2, à èñòî÷íèêà
Iî-Ñ � íà ðèñ. 3. Íà ýòèõ ðèñóíêàõ âèäíû êðóï-
íîìàñøòàáíûå äåòàëè è äðåéôû áóðü â öåëîì,
êîòîðûå ñëóæàò îñíîâîé äëÿ âûÿñíåíèÿ ñðåä-
íåé êîíôèãóðàöèè è ÷àñòîòíîé ñòðóêòóðû
äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè èçëó÷àòåëÿ.
Íà ðèñ. 4, à ïðèâåäåíà ñõåìà ñèñòåìû
Þïèòåð-Èî, ïîÿñíÿþùàÿ ïðèðîäó è õàðàêòåð-
íûå ÷åðòû çàâèñÿùåãî îò Èî èçëó÷åíèÿ. Äèàã-
ðàììà íàïðàâëåííîñòè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
ïîëûé òîíêîñòåííûé êîíóñ ñ òóïûì óãëîì 2Ψ
ïðè âåðøèíå [32, 50, 51], à îñü êîíóñà íàïðàâ-
ëåíà ïî êàñàòåëüíîé ê òðóáêå Èî â ìåñòå ãåíå-
ðàöèè. Ïîêàçàíû äâà ïîëîæåíèÿ êîíóñà èçëó-
÷åíèÿ, ïðè êîòîðûõ íàáëþäàòåëü ðåãèñòðèðó-
åò ëèáî èñòî÷íèê Io-B, ëèáî Io-C â çàâèñèìî-
ñòè îò òîãî, â êàêîé èç ñòåíîê êîíóñà íàõîäèò-
ñÿ ëó÷ çðåíèÿ. Íà ýòîì ðèñóíêå òàêæå îòìå÷åí
àêòèâíûé èíòåðâàë Χ òðóáêè Èî, èçëó÷àþ-
ùèé âñïëåñêè. Ñàìà òðóáêà çäåñü èçîãíóòà: åå
ïðîåêöèÿ íà ýêâàòîðèàëüíóþ ïëîñêîñòü èìå-
åò ôîðìó äóãè, ÷òî âåäåò ê àñèììåòðèè êîíó-
ñà è ïîÿâëåíèþ ñëîæíûõ ôîðì äèíàìè÷åñêèõ
ñïåêòðîâ òîíêîé ñòðóêòóðû.
Äëÿ ïðèåìà S-èçëó÷åíèÿ íåîáõîäèìî äâà
îñíîâíûõ óñëîâèÿ: ñóùåñòâîâàíèå ñïîðàäè÷åñ-
êîé ãåíåðàöèè S-âñïëåñêîâ â òðóáêå Èî è ñî-
âïàäåíèå ëó÷à çðåíèÿ íàáëþäàòåëÿ ñ íàïðàâëå-
íèåì âîëíîâîãî âåêòîðà S-êîìïîíåíòû. Âîçíèê-
íîâåíèå ãåíåðàöèè òåñíî ñâÿçàíî ñî ñêîðîñòüþ
äâèæåíèÿ îñíîâàíèÿ òðóáêè îòíîñèòåëüíî ïëàç-
ìû â áëèæíåé ìàãíèòîñôåðå [29-31], ìåñòíûì
ìàãíèòíûì ïîëåì è ðÿäîì äðóãèõ ôàêòîðîâ.
Òàêèì îáðàçîì, îáðàçîâàíèå îòäåëüíûõ èñòî÷-
íèêîâ íà ïëîñêîñòè Io IIIΦ − λ ïðîèñõîäèò
âñëåäñòâèå íàëîæåíèÿ äâóõ ôàêòîðîâ: 1) âà-
ðèàöèé ýìèññèîííîé àêòèâíîñòè (çàâèñÿùåé
îò IIIλ ) âáëèçè ïîëÿðíûõ îáëàñòåé Þïèòåðà,
è 2) íàáëþäàòåëüíîãî ýôôåêòà ïðè ñêàíèðî-
âàíèè êîíóñîì èçëó÷åíèÿ çà ñ÷åò îðáèòàëüíî-
ãî äâèæåíèÿ Èî (èçìåíåíèå IoΦ ). Èñòî÷íèêè
Io-B è Io-C ñîîòâåòñòâóþò ãëàâíîìó ìàêñèìó-
ìó àêòèâíîñòè ïðè äîëãîòå èîâèãðàôè÷åñêîãî
ìåðèäèàíà òðóáêè Èî III Io 240 .λ ≈ ° Âòîðè÷íûé
ìàêñèìóì àêòèâíîñòè ñîîòâåòñòâóåò äîëãîòå
III Io 45 ,λ ≈ ° ñ êîòîðîé ñâÿçàíû èñòî÷íèêè Io-A,
Iî-Â
1
è Io-D.
Êðóïíîìàñøòàáíûå ñïåêòðû áóðü äàëè âîç-
ìîæíîñòü óñòàíîâèòü ÷àñòîòíóþ ñòðóêòóðó ÄÍ:
âî âíåøíþþ ïîâåðõíîñòü êîíóñà èçëó÷àþòñÿ
ãàðìîíèêè ñ íàèáîëåå íèçêèìè ÷àñòîòàìè, à ïðè
äâèæåíèè âíóòðü êîíóñà ÷àñòîòà ðàñòåò. Êàê
âèäíî íà ðèñ. 2, áóðè èñòî÷íèêà Io-B âñåãäà
èìåþò ïîëîæèòåëüíûé ÷àñòîòíûé äðåéô, ò. ê.
â ýòîì ñëó÷àå ëó÷ çðåíèÿ íàáëþäàòåëÿ âíà÷àëå
ïåðåñåêàåò âíåøíþþ ïîâåðõíîñòü êîíóñà ñ
íèçêî÷àñòîòíûìè ñîñòàâëÿþùèìè è çàòåì äâè-
æåòñÿ âíóòðü êîíóñà. Äåòàëè ñïåêòðîâ áóðü
èñòî÷íèêà Io-C èìåþò îòðèöàòåëüíûé äðåéô
(ñì. ðèñ. 3), ò. ê. ëó÷ çðåíèÿ âíà÷àëå ïåðåñåêàåò
âíóòðåííþþ ïîâåðõíîñòü êîíóñà (âûñîêèå ÷à-
ñòîòû) è çàòåì äâèæåòñÿ ê âíåøíåé ïîâåðõíî-
ñòè. Èç ðèñ. 3 âèäíî òàêæå, ÷òî êîíóñ èìååò
ìíîãîñëîéíóþ ñòðóêòóðó.
 ðåçóëüòàòå àíàëèçà ñïåêòðîâ, ïðèâåäåí-
íûõ íà ðèñ. 2 è ðèñ. 3, ðàññ÷èòàíû óãëû êîíó-
ñà. Íà äîëãîòå III Io 240λ ≈ ° êîíóñ èçëó÷åíèÿ
ðåçêî àñèììåòðè÷åí: ïðè ïðèåìå èñòî÷íèêà Io-
 óãëîâàÿ øèðèíà ñòåíêè êîíóñà 1δ íå áîëåå
0.5 ,° à ïðîòèâîïîëîæíàÿ ñòåíêà êîíóñà 2δ (èñ-
òî÷íèê Io-Ñ) äîñòèãàåò 8 .° Ýòîò ðåçóëüòàò ñðà-
çó ñëåäóåò èç òîãî, ÷òî äëèòåëüíîñòè ðàäèî-
áóðü Bτ è Cτ èñòî÷íèêîâ Io- è Io-Ñ, ïîä÷è-
íÿþòñÿ ñîîòíîøåíèþ:
B C.τ τ=
Ïðè III Io 240 ,λ ≈ ° ñîãëàñíî íàøèì äàííûì
íà ÷àñòîòå 22 ÌÃö, óãîë ðàñêðûâà êîíóñà 2Ψ
â ñðåäíåì îêîëî 170° è ñ ïîíèæåíèåì ÷àñòî-
òû ðàñòåò äî ~179 .° Óãëû ,Ψ 1δ è 2δ ñóùå-
ñòâåííî çàâèñÿò òàêæå îò äîëãîòû III Ioλ [32].
Âî âòîðîì ìàêñèìóìå àêòèâíîñòè òðóáêè,
ïðè III Io 45 ,λ ≈ ° óãîë 2Ψ óìåíüøàåòñÿ äî
140 ,° à ñòåíêè êîíóñà ñèììåòðèçóþòñÿ:
1 2 5 .δ ≈ δ ≈ °
Ðàçëè÷íû è ìåõàíèçìû ôîðìèðîâàíèÿ ñïåê-
òðîâ òîíêîé ñòðóêòóðû â ýòèõ èñòî÷íèêàõ. Íàè-
áîëåå ñëîæíûå ôîðìû S-âñïëåñêîâ íà f-t ïëîñ-
êîñòè íàáëþäàþòñÿ â èñòî÷íèêå Io-C, â òî âðå-
ìÿ êàê èñòî÷íèê Io-B ãåíåðèðóåò ìîùíûå, íî
ñðàâíèòåëüíî ïðîñòûå ñïåêòðû âñïëåñêîâ.
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
109Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 2. Îáçîðíûå êðóïíîìàñøòàáíûå ñïåêòðû áóðü ðàäèîèçëó÷åíèÿ èñòî÷íèêà Iî-Â:
a), b), c), d) � ðàçëè÷íûå äàòû íàáëþäåíèé, ñ áëèçêèìè çíà÷åíèÿìè Ô
Io
è λIII â òå÷åíèå áóðè
Á. Ï. Ðÿáîâ
110 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 3. Îáçîðíûå êðóïíîìàñøòàáíûå ñïåêòðû áóðü ðàäèîèçëó÷åíèÿ èñòî÷íèêà Iî-Ñ:
a), b), c), d) � ðàçëè÷íûå äàòû íàáëþäåíèé, ñ áëèçêèìè çíà÷åíèÿìè Ô
Io
è λIII â òå÷åíèå áóðè
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
111Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 4. Ôîðìèðîâàíèå àñèììåòðè÷íîãî êîíóñà S-èçëó÷åíèÿ:
a) ãåîìåòðè÷åñêàÿ êîíôèãóðàöèÿ ñèñòåìû Þïèòåð-Èî;
b) ñõåìà, ïîÿñíÿþùàÿ âîçíèêíîâåíèå àñèììåòðèè êîíè÷åñêîé äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè
Á. Ï. Ðÿáîâ
112 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Äàëüíåéøèé àíàëèç äèíàìè÷åñêèõ ñïåêò-
ðîâ è ñòðóêòóðû êîíóñà èçëó÷åíèÿ òðåáóåò
ðàññìîòðåíèÿ ôèçè÷åñêîé ìîäåëè èñòî÷íèêà
è ìåõàíèçìà ãåíåðàöèè S-âñïëåñêîâ.
5. Ìîäåëü èñòî÷íèêà
ñïîðàäè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ
Îáùåïðèíÿòîé òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè èç-
ëó÷àòåëÿ S-âñïëåñêîâ ïîêà íåò, ÷òî îáúÿñíÿ-
åòñÿ ñëîæíîñòüþ è ðàçíîîáðàçèåì ôèçè÷åñ-
êèõ ïðîöåññîâ â èñòî÷íèêå ãåíåðàöèè. Ïðåä-
ëîæåííûå íåäàâíî ìåõàíèçìû èçëó÷åíèÿ è
îáçîðû íà ýòó òåìó [43, 52-56] äàþò âåñüìà
ïîëíîå ïðåäñòàâëåíèå î ïðîáëåìå. Çàäà÷à çàò-
ðóäíÿåòñÿ òåì, ÷òî ñóùåñòâóþùèå îáøèðíûå
íàáëþäàòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ýìèññèè òà-
êîâû, ÷òî ÷àñòü äàííûõ ïðåêðàñíî ñîîòâåòñòâó-
åò òîé èëè èíîé òåîðåòè÷åñêîé êîíöåïöèè, ïðè
ýòîì îñòàëüíûå íàáëþäàòåëüíûå ôàêòû åé â
êîðíå ïðîòèâîðå÷àò. Îáû÷íî, ÷åì äåòàëüíåå
ðàçðàáîòàíà òåîðèÿ, òåì áîëåå óçêèé êëàññ îñî-
áåííîñòåé ýìèññèè îíà îáúÿñíÿåò. Äî íåäàâ-
íåãî âðåìåíè íå áûëî äàæå êà÷åñòâåííîé òåî-
ðèè, îáúÿñíÿþùåé âñå îñîáåííîñòè S-ýìèñ-
ñèè ñ åäèíîé òî÷êè çðåíèÿ.
Âîçìîæíî, ÷òî èíòåðïðåòàöèÿ ïðîöåññà
èçëó÷åíèÿ S-âñïëåñêîâ ìîæåò áûòü ñäåëàíà â
òåðìèíàõ ñàìîîðãàíèçóþùèõñÿ êðèòè÷åñêèõ
ÿâëåíèé, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ ïðåäëîæåííîé ìî-
äåëüþ èçëó÷àòåëÿ þïèòåðèàíñêèõ âñïëåñêîâ
[34, 35].
Äàííàÿ ìîäåëü îòëè÷àåòñÿ òåì, ÷òî áàçî-
âóþ ðîëü â íåé èãðàåò àçèìóòàëüíîå ìàãíèò-
íîå ïîëå ,TB ñîçäàâàåìîå ýëåêòðè÷åñêèì òî-
êîì iT, ïðîòåêàþùèì ïî òðóáêå Èî âäîëü ñè-
ëîâîé ëèíèè ñîáñòâåííîãî ïîëÿ ïëàíåòû .JB
Òîãäà ïðè âåëè÷èíàõ 85 10i ≥ ⋅T À [57] ìàãíèò-
íîå ïîëå â ìåñòå ãåíåðàöèè ñòàíîâèòñÿ ñóùå-
ñòâåííî íåëèíåéíûì, ò. ê. îáðàçóåòñÿ ðåçóëü-
òèðóþùåå âèíòîâîå ïîëå
,= +S J TB B B
íàïðÿæåííîñòü êîòîðîãî ìàêñèìàëüíà íà ïî-
âåðõíîñòè òðóáêè. Íà îñè òðóáêè Èî íàïðÿ-
æåííîñòü àçèìóòàëüíîãî ïîëÿ 0TB áëèçêà ê
íóëþ, ïîýòîìó òàì äîìèíèðóåò ñîáñòâåííîå
ïîëå ïëàíåòû ,JB âäîëü êîòîðîãî äâèæåòñÿ
îñíîâíîé ýëåêòðîííûé ïîòîê. Î÷åâèäíî, ÷òî
íåêîòîðàÿ ÷àñòü ýëåêòðîíîâ, ëîêàëèçîâàííûõ
íà ïîâåðõíîñòè òðóáêè Èî, áóäåò äâèãàòüñÿ
âäîëü âèíòîâîãî ïîëÿ .SB
5.1. Ìåõàíèçì ãåíåðàöèè
Òàê êàê ìàãíèòíûé äèïîëü Þïèòåðà íàêëî-
íåí íà ~10° îòíîñèòåëüíî îñè âðàùåíèÿ ïëà-
íåòû è ñäâèíóò îò öåíòðà íà 0.1 ,JR òî èçëó-
÷àþùèé èíòåðâàë òðóáêè Èî äâèæåòñÿ ñ íå-
ðàâíîìåðíûìè óãëîâîé è ëèíåéíîé ñêîðîñòÿ-
ìè. Äðóãèìè ñëîâàìè, îñíîâàíèå òðóáêè êî-
ëåáëåòñÿ âîêðóã ðàâíîìåðíî âðàùàþùåãîñÿ
þïèòåðèàíñêîãî ìåðèäèàíà, ïðîõîäÿùåãî ÷å-
ðåç Èî (ñì. ðèñ. 4, à), è âîçáóæäàåò ïîïåðå÷-
íûå êîëåáàíèÿ, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ âäîëü
òðóáêè â âèäå àëüâåíîâñêèõ âîëí.
Àëüâåíîâñêàÿ âîëíà, âîçíèêøàÿ âáëèçè
Þïèòåðà, äâèæåòñÿ ê Èî è âîçáóæäàåò äëèòåëü-
íûé èìïóëüñ ÝÄÑ íà Èî. Èìïóëüñ ñòèìóëèðó-
åò âîçðàñòàíèå ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà iT â òðóá-
êå äî 8~ 5 10⋅ A è ñîçäàåò ðîñò íàïðÿæåííîñòè
ëîêàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ çà ñ÷åò ïîÿâëåíèÿ
àçèìóòàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé TB îò òîêà .iT
Ýëåìåíòàðíûå òîêîâûå íèòè â ïîâåðõíîñ-
òíîì ñëîå òðóáêè Èî ìîãóò ðâàòüñÿ ïîä äåé-
ñòâèåì ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèõ ñèë, âîçíèêàþ-
ùèõ âñëåäñòâèå ðàçëè÷èÿ óãëîâûõ ñêîðîñòåé
òðóáêè è ïëàçìû áëèæíåé ìàãíèòîñôåðû. Ðàç-
ðûâ âîëîêîí åñòü ðåçóëüòàò ñèëîâîãî âîçäåé-
ñòâèÿ íà òðóáêó Èî èíåðöèîííûõ äðåéôîâûõ
òîêîâ, òåêóùèõ ïîïåðåê ëèíèé ïîëÿ .JB Ïðè
âûñîêîé ïîïåðå÷íîé ñêîðîñòè äâèæåíèÿ òðóá-
êè sv ñêâîçü áëèæíþþ ìàãíèòîñôåðó Þïè-
òåðà óäåëüíîå ñèëîâîå âîçäåéñòâèå íà òðóáêó
jF äîñòèãàåò, âîçìîæíî, êðèòè÷åñêèõ çíà÷å-
íèé. Âåëè÷èíà jF îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì
âûðàæåíèåì:
,qqN= × = ×∑j J s JF J B Bv
ãäå J � ïëîòíîñòü äðåéôîâîãî òîêà; q, qN �
çàðÿä è êîíöåíòðàöèÿ ÷àñòèö êîðîòèðóþùåé
ìàãíèòîñôåðû; ñóììèðîâàíèå ïðîèçâîäèòñÿ ïî
ðàçëè÷íûì ñîðòàì èîíèçèðîâàííûõ ÷àñòèö.
Òàêèì îáðàçîì, îñíîâíîé ïðè÷èíîé ðàçðû-
âîâ ÿâëÿåòñÿ âîçðàñòàíèå ïîïåðå÷íîé ñêîðîñ-
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
113Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
òè äâèæåíèÿ òðóáêè Sv ñêâîçü áëèæíþþ
ìàãíèòîñôåðó (çà ñ÷åò âðàùåíèÿ ñìåùåííîãî îò
öåíòðà ìàãíèòíîãî äèïîëÿ) è ñèëû òîêà Ti â
öåïè Þïèòåð-Èî. Ìàêñèìóìû ëîêàëèçîâàíû íà
äâóõ àêòèâíûõ þïèòåðèàíñêèõ äîëãîòàõ III Ioλ
âáëèçè 240° è 45 ,° ãäå è íàáëþäàþòñÿ ýêñòðå-
ìàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè äåêàìåòðîâîé ýìèññèè.
 ìåñòå ðàçðûâà ýëåìåíòàðíîé òîêîâîé
öåïè âîçíèêàåò ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
d
,
d
x
x
L i
u
t
= −
ãäå L � êîýôôèöèåíò ñàìîèíäóêöèè, xi � ýëå-
ìåíòàðíûé òîê îòäåëüíîé íèòè. Ìåæäó êîí-
öàìè ëîïíóâøåé íèòè îáðàçóåòñÿ ýëåêòðè÷åñ-
êîå ïîëå ñ ëîêàëüíîé íàïðÿæåííîñòüþ ïîðÿä-
êà äåñÿòêîâ ÌÂ/ì. Çäåñü ïðîèñõîäèò êîëëåê-
òèâíîå óñêîðåíèå ñãóñòêîâ ýëåêòðîíîâ äî ðå-
ëÿòèâèñòñêèõ ñêîðîñòåé, ïðè÷åì èçëó÷åíèå ïî-
ëó÷àåòñÿ ñèíôàçíûì â ñèëó ïðàêòè÷åñêè ìãíî-
âåííîãî ïîÿâëåíèÿ óñêîðÿþùåãî èìïóëüñà.
Âåêòîð ñêîðîñòè ñãóñòêà ýëåêòðîíîâ ev íà-
ïðàâëåí âäîëü âèíòîâîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ,SB
ïîýòîìó ñãóñòîê, äâèãàÿñü ñ ðåëÿòèâèñòñêîé
ñêîðîñòüþ, ãåíåðèðóåò ìàãíèòîäðåéôîâîå èç-
ëó÷åíèå çà ñ÷åò êðèâèçíû ïîëÿ SB (curvature
radiation). Ïðè ðàñïðîñòðàíåíèè â ïîâåðõíî-
ñòíîì ñëîå òðóáêè (äåñÿòêè êì) èçëó÷åíèå
óñèëèâàåòñÿ öèêëîòðîííûì ìàçåðîì â óçêîé
ïîëîñå íà ìåñòíîé ãèðî÷àñòîòå
2.8 ,S Sf B≈
ãäå Sf âûðàæàåòñÿ â ÌÃö, ( )1 22 2
S J TB B B= + �
ìîäóëü ñóììàðíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, Ãñ. Ýëåê-
òðîìàãíèòíàÿ âîëíà, ðåãèñòðèðóåìàÿ íàáëþ-
äàòåëåì êàê âñïëåñê S-èçëó÷åíèÿ, èìååò ëè-
íåéíóþ ïîëÿðèçàöèþ.
Ýíåðãèÿ, âûäåëèâøàÿñÿ â ìåñòå ðàçðûâà íèòè,
2
,
2
x
L
Li
W =
âîçáóæäàåò áûñòðóþ ìàãíèòîçâóêîâóþ âîëíó,
êîòîðàÿ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ñ àëüâåíîâñêîé ñêî-
ðîñòüþ íîðìàëüíî ê âèíòîâîìó ïîëþ .SB Ïî-
äîáíûé ïðîöåññ âûçûâàåò ðàçðûâû ñîñåäíèõ
òîêîâûõ íèòåé è îáðàçóåò äðåéôóþùèé âñïëåñê
íà äèíàìè÷åñêîì ñïåêòðå â f-t êîîðäèíàòàõ,
êîòîðûé èìååò âðåìÿ æèçíè äî 100 ìñ è ïîëî-
ñó ÷àñòîò îò 1 äî 6 ÌÃö. Ýòè ïàðàìåòðû âñïëåñ-
êîâ áóäóò îáîñíîâàíû íèæå.
5.2. Ôîðìèðîâàíèå êîíóñà èçëó÷åíèÿ
S-êîìïîíåíòû
Ýíåðãèÿ èçëó÷åíèÿ ñãóñòêà ðåëÿòèâèñòñ-
êèõ ýëåêòðîíîâ ñîñðåäîòî÷åíà â êàðàíäàø-
íîì ëó÷å ñ ïîëóøèðèíîé 2 ,mc E êîòîðûé
íàïðàâëåí âäîëü âåêòîðà ñêîðîñòè .ev Î÷å-
âèäíî, ÷òî âðàùåíèå êàðàíäàøíîãî ëó÷à, ê
êîòîðîìó ïðèâîäèò äâèæåíèå ñãóñòêà ýëåêò-
ðîíîâ âäîëü âèíòîâîé ëèíèè SB âîêðóã îñè
òðóáêè Èî, ñîçäàåò õîðîøî èçâåñòíóþ ÄÍ S-
èçëó÷åíèÿ â âèäå ñèììåòðè÷íîãî êîíóñà ñ
òîíêèìè ñòåíêàìè.
Îäíàêî äèàãðàììà íàïðàâëåííîñòè, èçìå-
ðåííàÿ â ñðåäíåì çà äëèòåëüíûé èíòåðâàë
(ïðèìåðíî ðàâíûé îðáèòàëüíîìó ïåðèîäó
Èî � 42.5 ÷), ïðèîáðåòàåò ôîðìó àñèììåòðè÷-
íîãî êîíóñà (ñì. ðèñ. 4, à), ÷òî âûçâàíî ñëåäó-
þùèìè ïðè÷èíàìè.
Äëèíà èíòåðâàëà òðóáêè Èî, èçëó÷àþùå-
ãî â ïîëîñå 10 35÷ ÌÃö, ñîñòàâëÿåò îêîëî
30 òûñ. êì [31]. Âìåñòå ñ òåì ðàçìåðû çîíû
èçëó÷åíèÿ â óçêîé ïîëîñå ÷àñòîò è â äàííûé
ìîìåíò âðåìåíè íàìíîãî êîìïàêòíåå � íå-
ñêîëüêî êì [34]. Ãåíåðàöèÿ âûñîêèõ ÷àñòîò
ïðîèñõîäèò íåïîñðåäñòâåííî íàä èîíîñôåðîé
Þïèòåðà, à ïîíèæåíèå ÷àñòîòû ýìèññèè ñâÿ-
çàíî ñ ïåðåìåùåíèåì ìåñòà ãåíåðàöèè ââåðõ
ïî òðóáêå Èî, ãäå ìåíüøå íàïðÿæåííîñòü ëî-
êàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïðè óäàëåíèè îò
ïîâåðõíîñòè Þïèòåðà ñðåäíèé óãîë Ψ ðàñ-
êðûâà êîíóñà èçëó÷åíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ, ò. ê.
~ arctg( ),T JB BΨ
ãäå äèïîëüíîå ïîëå JB áûñòðî ïàäàåò, à ïîëå
òðóáêè TB óìåíüøàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî. Âå-
ëè÷èíû JB è TB âûðàæàþòñÿ ñëåäóþùèìè
ôîðìóëàìè:
1 3 3( 2 ) ,J F s jnB B h R− −≈ ζ ξ +
Á. Ï. Ðÿáîâ
114 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
610 2 .T T SB i r−≈ ⋅ (9)
Çäåñü FB � íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ âáëèçè ïîäî-
øâû òðóáêè Èî, Ãñ (ðàâíàÿ ~10 Ãñ ïðè
III Io 240 );λ ≈ ° ζ è ξ � ðàçìåðíûå êîýôôèöè-
åíòû ïîðÿäêà åäèíèöû êàæäûé; sh � âûñîòà
ðàñïîëîæåíèÿ èçëó÷àòåëÿ â êì, ãåíåðèðóþùå-
ãî íà ÷àñòîòå ,Sf ÌÃö; jnR � ïîëÿðíûé ðàäè-
óñ Þïèòåðà, êì; Ti âûðàæàåòñÿ â À; sr � ðà-
äèóñ ñå÷åíèÿ òðóáêè, êì.
 ðàáîòå [34] ïîêàçàíî, ÷òî íàáëþäàåìàÿ
àñèììåòðèÿ ñðåäíèõ ïàðàìåòðîâ êîíóñà [32]
âîçíèêàåò âñëåäñòâèå ôëóêòóàöèé òîêà òðóá-
êè ,Ti ñîîòâåòñòâóþùèõ ôëóêòóàöèé ïîëÿ ,TB
è çíà÷èò õàîòè÷åñêèõ êîëåáàíèé íàïðàâëåíèÿ
âîëíîâîãî âåêòîðà. Ïðè ýòîì âûñîòà ðàñïî-
ëîæåíèÿ èçëó÷àòåëÿ, ãåíåðèðóþùåãî íà ÷àñ-
òîòå 15 ÌÃö, ôëóêòóèðóåò â ïðåäåëàõ èíòåðâà-
ëà 3300sl ≈ êì ïðè 20 % ôëóêòóàöèÿõ òîêà .Ti
Èíûìè ñëîâàìè, êîìïàêòíîå ìåñòî ãåíåðàöèè
íà çàäàííîé ÷àñòîòå õàîòè÷åñêè ïåðåìåùà-
åòñÿ ââåðõ-âíèç ïî èçîãíóòîìó èíòåðâàëó
òðóáêè äëèíîé â íåñêîëüêî òûñ. êì, âñëåä-
ñòâèå ÷åãî ñðåäíèé êîíóñ èçëó÷åíèÿ ñòàíî-
âèòñÿ àñèììåòðè÷íûì.
Èòàê, íàáëþäàåìàÿ àñèììåòðèÿ êîíóñà åñòü
ðåçóëüòàò äåéñòâèÿ ñëåäóþùèõ ôàêòîðîâ: à)
èñêðèâëåíèÿ îñè òðóáêè Èî íà àêòèâíîì èí-
òåðâàëå, b) óâåëè÷åíèÿ Ψ ñ ðîñòîì âûñîòû
ìåñòà ãåíåðàöèè íàä ïîâåðõíîñòüþ ïëàíåòû
è ñ) îñîáîé îðèåíòàöèè òðóáêè Èî: ïðè ïðè-
åìå èñòî÷íèêà Io- èíòåðâàë òðóáêè Èî ñîðè-
åíòèðîâàí âûïóêëîé ñòîðîíîé ê íàáëþäàòå-
ëþ, à äëÿ Io-Ñ � âîãíóòîé ñòîðîíîé. Ñõåìà
èçîãíóòîãî èíòåðâàëà òðóáêè Èî ñîâìåñòíî ñ
íàïðàâëÿþùèìè êîíóñà èçëó÷åíèÿ ïðèâåäåíà
íà ðèñ. 4, b.  ñëó÷àå ïðèåìà èñòî÷íèêà Io-B
êîëåáàíèÿ îñè êîíóñà çà ñ÷åò äâèæåíèÿ èçëó-
÷àòåëÿ ïî èñêðèâëåííîé òðóáêå êîìïåíñèðó-
þòñÿ ïðîòèâîôàçíûìè êîëåáàíèÿìè óãëà Ψ
è âîëíîâîé âåêòîð S-èçëó÷åíèÿ k íå îòêëîíÿ-
åòñÿ çà ïðåäåëû òîíêîé ñòåíêè êîíóñà 1.δ
 ñëó÷àå èñòî÷íèêà Io-C ýòè óãëîâûå êîëåáà-
íèÿ ñêëàäûâàþòñÿ, è òîãäà ôîðìèðóåòñÿ øè-
ðîêàÿ ñòåíêà êîíóñà 2.δ
Ê àíàëîãè÷íîìó ýôôåêòó ïðèâîäèò è ïåðå-
ìåùåíèå èçëó÷àòåëÿ ïî òðóáêå Èî, ñâÿçàííîå
ñ èçìåíåíèåì ÷àñòîòû ýìèññèè: c ïîíèæåíè-
åì ÷àñòîòû ìåñòî ãåíåðàöèè ïîäíèìàåòñÿ íàä
ïëàíåòîé è óãîë êîíóñà óâåëè÷èâàåòñÿ, ïîâû-
øåíèå ÷àñòîòû ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ èçëó÷à-
òåëÿ ñ îäíîâðåìåííûì ñóæåíèåì ðàñêðûâà
êîíóñà. Â ðåçóëüòàòå øèðîêîïîëîñíûé êîíóñ
èçëó÷åíèÿ ñòàíîâèòñÿ àñèììåòðè÷íûì.
Ôëóêòóàöèè òîêà òðóáêè ÿâëÿþòñÿ ïðè÷è-
íîé öåëîãî ðÿäà äðóãèõ îñîáåííîñòåé ðàäèî-
èçëó÷åíèÿ ñèñòåìû. Íàïðèìåð, ðàçáðîñ ñêî-
ðîñòåé ÷àñòîòíîãî äðåéôà âñïëåñêîâ, èçìåðåí-
íûé íà ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòå, òàêæå ìîæåò
áûòü îáúÿñíåí ôëóêòóàöèÿìè òîêà òðóáêè Èî.
Íèæå îíè ðàññìàòðèâàþòñÿ â ðàìêàõ äàííîé
ìîäåëè íà îñíîâå àíàëèçà äèíàìè÷åñêèõ ñïåê-
òðîâ ñðåäíåãî ìàñøòàáà è ñòàòèñòè÷åñêèõ õà-
ðàêòåðèñòèê ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ.
6. Äèàãíîñòèêà ëîêàëüíûõ
íåîäíîðîäíîñòåé òðóáêè Èî
Êðîìå êâàçèïîñòîÿííûõ äåôîðìàöèé èç-
ëó÷àþùåãî èíòåðâàëà òðóáêè Èî òèïà ïëàâ-
íîãî èçãèáà îñè, êîíôèãóðàöèÿ òðóáêè âàðü-
èðóåòñÿ ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðîìàãíèòíûõ ñèë
ñ õàðàêòåðíûì âðåìåíåì ïîðÿäêà äåñÿòêîâ
ìèíóò. Ýòî îáóñëîâëåíî ôëóêòóàöèÿìè ýëåê-
òðè÷åñêîãî òîêà Ti â öåïè Þïèòåð-Èî, ÷òî â
ñâîþ î÷åðåäü âåäåò ê âàðèàöèÿì ïàðàìåòðîâ
ëîêàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ è îïðåäåëÿåò ïà-
ðàìåòðû äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ ñðåäíåãî
ìàñøòàáà.
Ôëóêòóàöèè òîêà âûçâàíû äîëãîòíûìè àíî-
ìàëèÿìè ôèçè÷åñêèõ óñëîâèé íà ïîâåðõíîñ-
òè Þïèòåðà â çîíå ïîäîøâû òðóáêè Èî, êîòî-
ðûå ìîäóëèðóþò åå àêòèâíîñòü. Òðàåêòîðèÿ
äâèæåíèÿ ïîäîøâû òðóáêè Èî â þæíîé èëè
ñåâåðíîé ïîëÿðíîé îáëàñòè ïëàíåòû ïðîõîäèò
÷åðåç çîíû ñ ðàçëè÷íîé íàïðÿæåííîñòüþ ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ. Ïðè ýòîì âàðüèðóþòñÿ êàê êîí-
öåíòðàöèÿ ÷àñòèö, òàê è ïîïåðå÷íàÿ ñêîðîñòü
äâèæåíèÿ òðóáêè ñêâîçü áëèæíþþ ìàãíèòî-
ñôåðó ïëàíåòû.
 ðåçóëüòàòå íàáëþäàþòñÿ ñêîððåëèðîâàí-
íûå âàðèàöèè ñðàçó íåñêîëüêèõ ïàðàìåòðîâ
ñïîðàäè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ: ìîùíîñòè èçëó÷å-
íèÿ, åãî ÷àñòîòíîé ïîëîñû, ïîëÿðèçàöèè, óã-
ëîâûõ ïàðàìåòðîâ êîíóñà èçëó÷åíèÿ, âåðîÿò-
íîñòè ïîÿâëåíèÿ S-âñïëåñêîâ è òîíêîé ñòðóê-
òóðû äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ.
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
115Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ýòè ôàêòîðû îïðåäåëÿþò ñëîæíîñòü è ìíî-
ãîîáðàçèå ìîðôîëîãèè äèíàìè÷åñêèõ ñïåêò-
ðîâ S-âñïëåñêîâ.
6.1. Ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû S-âñïëåñêîâ
Íàáëþäåíèÿ Þïèòåðà íà ÓÒÐ-2 â 1994-
1999 ãã. ïîêàçàëè, ÷òî ìàññèâû S-âñïëåñêîâ
÷àùå âñåãî ñîñðåäîòî÷åíû â óçêèõ ñïåêòðàëü-
íûõ ïîëîñàõ øèðèíîé îò ~1.5 äî 6 ÌÃö, êî-
òîðûå äðåéôóþò âíèç èëè ââåðõ ïî ÷àñòîòå.
 äèàïàçîíå ÷àñòîò øèðèíîé îêîëî 15 ÌÃö
îäíîâðåìåííî ìîãóò ñóùåñòâîâàòü äî 3-õ òà-
êèõ ïîëîñ.
Ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû íàáëþäàþòñÿ êàê â
èñòî÷íèêå Io-B, òàê è â Io-C, ÷òî ïîäòâåðæäà-
åò ïðåäïîëîæåíèå î òîì, ÷òî ýòè èñòî÷íèêè
ñîîòâåòñòâóþò îäíîìó è òîìó æå èçëó÷àòåëþ,
íî âèäèìîìó ïðè ðàçíûõ ïîëîæåíèÿõ êîíè-
÷åñêîé ÄÍ. Òàêèå ïîëîñû S-âñïëåñêîâ ñîñòàâ-
ëÿþò äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû ñðåäíåãî ìàñø-
òàáà, êîòîðûå ïîêàçàíû íà ðèñ. 5 è ðèñ. 6. Íà
ýòèõ ñïåêòðàõ ñêîðîñòè äðåéôîâ äîâîëüíî
âåëèêè è ñîñòàâëÿþò ~13 14÷ êÃö/ñ, íî âîç-
ìîæåí è çíà÷èòåëüíî ìåíüøèé äðåéô ïîëîñ,
äî ~3 êÃö/ñ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ñïåêòðó, ïîêà-
çàííîìó íà ðèñ. 2, d.
×àñòîòíûé äðåéô ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ ñ
îäíîâðåìåííûì èçìåíåíèåì èõ ÷àñòîòíîé
ïîëîñû sbf∆ ìîæåò áûòü èíòåðïðåòèðîâàí
êàê ðåçóëüòàò ýâîëþöèè ãåîìåòðè÷åñêîé
ñòðóêòóðû òðóáêè â ïðîöåññå ðàçâèòèÿ áóðè
S-èçëó÷åíèÿ.
6.2. Äèíàìèêà êðóïíîìàñøòàáíîé
ñòðóêòóðû òðóáêè Èî
Ñîãëàñíî ãèïîòåçå, âûñêàçàííîé â ðàáî-
òàõ [34, 35, 40], ÷àñòîòíûé ìàñøòàá ñïåêòðàëü-
íûõ ïîëîñ ñ S-âñïëåñêàìè è çîí ìîë÷àíèÿ
ìåæäó íèìè ñîîòâåòñòâóåò ãåîìåòðè÷åñêîìó
ìàñøòàáó ïåðèîäè÷åñêîé ìîäóëÿöèè äèàìåò-
ðà òðóáêè Èî, èëè, äðóãèìè ñëîâàìè, õàðàê-
òåðíîé äëèíå çîí óòîëùåíèÿ (�áóëüá�) òðóá-
êè Èî, êîòîðûå ïîêàçàíû íà ðèñ. 7. Â ýòèõ çî-
íàõ è ïðîèñõîäèò ãåíåðàöèÿ S-êîìïîíåíòû.
Ó÷èòûâàÿ çíà÷åíèÿ ÷àñòîòíîãî äðåéôà ñïåêò-
ðàëüíûõ ïîëîñ, ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî íåîäíî-
ðîäíîñòè òèïà �áóëüá� è ïåðåòÿæåê äâèæóòñÿ
ïî òðóáêå Èî. Ïîëîæèòåëüíûé äðåéô ïîëîñ
ñîîòâåòñòâóåò íàïðàâëåíèþ äâèæåíèÿ â ñòî-
ðîíó ïëàíåòû, ÷òî âèäíî íà ñïåêòðå, ïðèâåäåí-
íîì íà ðèñ. 5, b â èíòåðâàëå 01:10 01: 20÷ UT.
Îäíàêî ïðåîáëàäàåò îòðèöàòåëüíûé äðåéô ïî-
ëîñ êàê â èñòî÷íèêå Io-B (ñì. ðèñ. 5, ñ), òàê è â
ñïåêòðå èñòî÷íèêà Io-Ñ, ïîêàçàííîì íà ðèñ. 6.
Ñëåäóÿ èçâåñòíîìó ïîñòóëàòó î ãåíåðàöèè
S-êîìïîíåíòû íà öèêëîòðîííîé ÷àñòîòå ýëåê-
òðîíîâ â ëîêàëüíîì ìàãíèòíîì ïîëå, ìîæíî
íà îñíîâå ñïåêòðàëüíûõ äàííûõ, àíàëîãè÷íûõ
ïðèâåäåííûì íà ðèñ. 5 è ðèñ. 6, è ìîäåëè ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ [36-38] îöåíèòü ñêîðîñòü bv
äâèæåíèÿ áóëüá è õàðàêòåðíóþ äëèíó xM â
ìîìåíò ïðèåìà èçëó÷åíèÿ. Èñïîëüçóÿ äèíàìè-
÷åñêèé ñïåêòð, âû÷èñëÿåì ñêîðîñòü äðåéôà ïî
ýìïèðè÷åñêîé ôîðìóëå [34] äëÿ âûñîòû h
(â êì) ìåñòà ãåíåðàöèè S-èçëó÷åíèÿ íàä ïî-
âåðõíîñòüþ Þïèòåðà äëÿ àêòèâíîé äîëãîòû
III Io 240 :λ ≈ °
6 1.441.46 10 ,h f −≈ ⋅
ãäå f � ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ â ÌÃö, ïîëó÷àåì îöåí-
êó ñêîðîñòè äâèæåíèÿ �áóëüá� ïî òðóáêå Èî:
d d d
.
d d db
sb
h h f
t f t
≈ ≈
v
Ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî õàðàêòåðíàÿ äëèíà
xM (â êì) íåîäíîðîäíîñòåé (�áóëüá�) ïðè
óñëîâèè èõ ñîîòâåòñòâèÿ ñïåêòðàëüíûì ïîëî-
ñàì S-èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ñëåäóþùåé
ôîðìóëå:
6 2.442.1 10 ,x sbM f f−≈ ⋅ ∆ (1)
ãäå sbf∆ � øèðèíà ñïåêòðàëüíîé ïîëîñû
S-èçëó÷åíèÿ â ÌÃö.
Àíàëèçèðóÿ äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû áóðü
S-âñïëåñêîâ 16 ñåíòÿáðÿ 1999 ã., óäàåòñÿ ïðî-
ñëåäèòü äâèæåíèå ê Þïèòåðó îäíîé èç �áóëüá�
òðóáêè, â êîòîðîé ïðîèñõîäèò ãåíåðàöèÿ óç-
êîé, ~1.5 ÌÃö, ñïåêòðàëüíîé ïîëîñû S-èçëó-
÷åíèÿ. Äëÿ ñïåêòðà íà ðèñ. 5, b ïðè 01:10t ≈
UT, 23f = ÌÃö è ( )d d 0.015
sb
f t ≈ ÌÃö/ñ
Á. Ï. Ðÿáîâ
116 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 5. Äåòàëèçàöèÿ äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ èñòî÷íèêà Iî-Â:
a) îáçîðíûé ñïåêòð áóðè S-èçëó÷åíèÿ 15-16 ñåíòÿáðÿ 1999 ã.; b) ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû ñ ïîëîæèòåëüíûì
÷àñòîòíûì äðåéôîì; c) ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû S-âñïëåñêîâ ñ îòðèöàòåëüíûì äðåéôîì. Ñòðåëêè óêàçûâà-
þò íà óâåëè÷åííûå ôðàãìåíòû ñïåêòðà, âûäåëåííûå ðàìêàìè íà îáçîðíîì ñïåêòðå à)
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
117Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 6. Äåòàëèçàöèÿ äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ èñòî÷íèêà Io-C:
a) îáçîðíûé ñïåêòð áóðè S-èçëó÷åíèÿ 07-08 ñåíòÿáðÿ 1999ã.; b) ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû S-âñïëåñêîâ ñ îòðè-
öàòåëüíûì äðåéôîì âíà÷àëå áóðè; ñ) òî æå ñàìîå â ñðåäíåé ÷àñòè áóðè. Ñòðåëêè óêàçûâàþò íà óâåëè-
÷åííûå ôðàãìåíòû ñïåêòðà, âûäåëåííûå ðàìêàìè íà îáçîðíîì ñïåêòðå à)
Á. Ï. Ðÿáîâ
118 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
ïîëó÷àåì d d 1000h f ≈ êì/ÌÃö è íàõîäèì
ñêîðîñòü äàííîé íåîäíîðîäíîñòè ïî òðóáêå
Èî: 15b ≈v êì/ñ. Ïî ôîðìóëå (1) ïðè 1.5sbf∆ ≈
ÌÃö ïîëó÷àåì åå õàðàêòåðíûé ðàçìåð:
1500xM ≈ êì. Ñîõðàíÿÿ ñâîé ðàçìåð, îíà íå-
êîòîðîå âðåìÿ äâèæåòñÿ ê Èî ñî ñðåäíåé ñêî-
ðîñòüþ 15b ≈v êì/ñ.
Íà ðèñ. 5, ñ ïîêàçàíû ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû
S-âñïëåñêîâ ñ îòðèöàòåëüíûì äðåéôîì ïîðÿä-
êà 0.017 ÌÃö/ñ è øèðèíîé 1.5 4÷ ÌÃö. Ïðè
0.2 :10t = UT îäíîâðåìåííî ñóùåñòâóþò òðè
ïîëîñû ñî ñðåäíèìè ÷àñòîòàìè 0,f ðàâíûìè
17, 20 è 25 ÌÃö, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò òðåì óòîë-
ùåíèÿì òðóáêè Èî. Ïðîäåëàâ àíàëîãè÷íûå ðàñ-
÷åòû, ïîëó÷àåì äëÿ ýòîãî ìîìåíòà âðåìåíè
îöåíêè ñêîðîñòè ,bv ðàçìåðîâ xM è âûñîò bh
ìàêñèìóìîâ �áóëüá� íàä ïîâåðõíîñòüþ ïëàíå-
òû, êîòîðûå ñâåäåíû â òàáëèöó.
Ðèñ. 7. Ñõåìà, ïîÿñíÿþùàÿ âçàèìîñâÿçü ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ S-âñïëåñêîâ c ãåîìåòðè÷åñêîé ñòðóêòóðîé
òðóáêè Èî
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
119Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Áëèçêèå çíà÷åíèÿ ýòèõ ïàðàìåòðîâ ïîëó÷à-
þòñÿ è äëÿ áîëüøèíñòâà äðóãèõ áóðü S-èçëó-
÷åíèÿ â èñòî÷íèêàõ Io-B è Iî-Ñ.
Èç òàáëèöû ñëåäóåò åùå îäíî ñâîéñòâî äè-
íàìè÷åñêèõ ÿâëåíèé â òðóáêå � ýòî èçìåíåíèå
õàðàêòåðíîãî ðàçìåðà �áóëüá� â ñîîòâåòñòâèè ñ
øèðèíîé sbf∆ ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ S-èçëó÷å-
íèÿ â ïðîöåññå èõ äâèæåíèÿ âäîëü òðóáêè è
ðîñò ñêîðîñòè bv ñ óäàëåíèåì îò ïëàíåòû.
7. Ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ
Ïðèìåíåíèå àêóñòî-îïòè÷åñêîãî ñïåêòðî-
ãðàôà (AOÑ) ïîçâîëèëî ñóùåñòâåííî ïðîäâè-
íóòüñÿ â èçó÷åíèè òîíêîé ñòðóêòóðû ñïåêòðîâ.
Ïðè 50-êðàòíîì óâåëè÷åíèè ðàçðåøåíèÿ ïî
âðåìåíè îòíîñèòåëüíî äàííûõ, ïðèâåäåííûõ
íà ðèñ. 5 è ðèñ. 6, ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû â f-t
êîîðäèíàòàõ ïðèîáðåòàþò âèä, ïîäîáíûé ðå-
àëèçàöèè ãàóññîâà øóìà, îäíàêî çäåñü ïî îñè
îðäèíàò îòëîæåíà ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ. Òàêèå
ñïåêòðû ïîêàçàíû íà ðèñ. 8 è ðèñ. 9. Ïëîò-
íîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ S-
âñïëåñêîâ â ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñàõ ìàêñèìàëü-
íà íà íåêîòîðîé ñðåäíåé ÷àñòîòå 0f �
2 2
0 0( ) (1 2 )exp[ ( ) 2 ],p f f f f− ≈ σ π − − σ
ãäå σ õàðàêòåðèçóåò ÷àñòîòíóþ øèðèíó ñïåê-
òðàëüíîé ïîëîñû:
2 2.sbfσ ≈ ∆
Åñëè ïðèíÿòü ãèïîòåçó ñîîòâåòñòâèÿ ñïåê-
òðàëüíûõ ïîëîñ çîíàì óòîëùåíèÿ òðóáêè Èî,
òî ïëîòíîñòü âåðîÿòíîñòè S-âñïëåñêîâ ìàêñè-
ìàëüíà â ìàêñèìóìå ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ
òðóáêè Èî, à â ìèíèìóìå S-âñïëåñêè âîîáùå
íå âîçáóæäàþòñÿ. Ýòî íàõîäèò ñâîå îáúÿñíå-
íèå ïðè àíàëèçå òîíêîé ñòðóêòóðû ñïåêòðîâ.
8. Òîíêàÿ ñòðóêòóðà ñïåêòðîâ
Ñïåêòðû òîíêîé ñòðóêòóðû â îñíîâíîì
èìåþò ñëîæíûå ôîðìû èçîáðàæåíèé. Ïðè
ýòîì îòíîñèòåëüíî ïðîñòûå êâàçèëèíåéíûå
ñïåêòðû íàõîäÿòñÿ â ìåíüøèíñòâå. Êàê ïðà-
âèëî, ñïåêòðû èñïûòûâàþò îáùóþ òåíäåíöèþ
ê îòðèöàòåëüíîìó ÷àñòîòíîìó äðåéôó, îäíàêî
îòäåëüíûå ó÷àñòêè ìíîãèõ ñëîæíûõ ñïåêòðîâ
èñïûòûâàþò ïîëîæèòåëüíûé ÷àñòîòíûé
äðåéô. Îáû÷íî â òå÷åíèå áóðè S-èçëó÷åíèÿ,
íàáëþäàåìîé ñ Çåìëè, ìîæíî âûäåëèòü òðè
ñòàäèè ýâîëþöèè S-áóðè, äëèòåëüíîñòüþ íå-
ñêîëüêî äåñÿòêîâ ìèíóò, ðàçëè÷àþùèåñÿ ìåæ-
äó ñîáîé ñëîæíîñòüþ ñïåêòðàëüíîé êàðòèíû
â êîîðäèíàòàõ àìïëèòóäà-÷àñòîòà-âðåìÿ.
Íà íà÷àëüíîé ñòàäèè áóðè íàáëþäàþòñÿ
êâàçèëèíåéíûå îòðèöàòåëüíî äðåéôóþùèå
âñïëåñêè óìåðåííîé àìïëèòóäû ñ âðåìåíåì
æèçíè äî 50 ìñ â ïîëîñå ñóùåñòâîâàíèÿ îêî-
ëî 2 4÷ ÌÃö. Ýòî ñîîòâåòñòâóåò òðàäèöèîí-
íîìó ïðåäñòàâëåíèþ îá S-âñïëåñêàõ Þïèòå-
ðà, ïðèìåðû êîòîðûõ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 10. Â
íà÷àëüíîé ñòàäèè òîêîâûå íèòè ìîãóò èñïû-
òûâàòü ðàçðûâû, íî òîïîëîãèÿ ìàãíèòíîãî
ïîëÿ â çîíå èçëó÷åíèÿ èñêàæåíà íåñóùåñòâåí-
íî. Ýòà ñòàäèÿ ñîîòâåòñòâóåò ãåíåðàöèè êâà-
çèðåãóëÿðíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé S-âñïëåñ-
êîâ (òèïà �äîæäÿ�), ò. å. ïðîñòûõ ëèíåéíûõ íà
f-t ïëîñêîñòè ñïåêòðîâ.
Ñðåäíÿÿ ñòàäèÿ áóðè õàðàêòåðèçóåòñÿ óâå-
ëè÷åííûìè àìïëèòóäàìè âñïëåñêîâ è âîçðàñ-
òàíèåì ñëîæíîñòè èçîáðàæåíèé èíäèâèäóàëü-
íûõ âñïëåñêîâ íà f-t ïëîñêîñòè. Òàêèå ñïåêò-
ðû ïðèâåäåíû íà ðèñ. 11. Íà âòîðîé ñòàäèè
ìû èìååì äåëî ñ êàðäèíàëüíûìè èñêàæåíèÿ-
ìè è íåñòàáèëüíîñòüþ âî âðåìåíè ñòðóêòóðû
ëîêàëüíûõ ïîëåé, ÷òî ïðèâîäèò ê ðåçêîìó óñ-
ëîæíåíèþ äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ îòäåëüíûõ
âñïëåñêîâ. Â êîíöå áóðè ñèòóàöèÿ ïîäîáíà
íà÷àëüíîé ñòàäèè.
Òàáëèöà
0,f ÌÃö 25 20 17
,sbf∆ ÌÃö 1.5 2.5 4
( )d d ,
sb
f t ÌÃö/ñ 0.012 0.017 0.017
,bv êì/ñ 10 23 35
,xM êì 1200 3500 8400
,bh òûñ. êì 14.2 19.5 24.7
Á. Ï. Ðÿáîâ
120 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 8. Ñòðóêòóðà äèíàìè÷åñêîãî ñïåêòðà èñòî÷íèêà Iî- îò 16 ñåíòÿáðÿ 1999 ã.:
à) èíòåðâàë ñïåêòðîãðàììû hp àíàëèçàòîðà ñî ñðåäíåé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ ïî f-t â ìîìåíò
çàðîæäåíèÿ ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ S-èçëó÷åíèÿ; b), c) � âèä ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ S-âñïëåñêîâ (AOÑ), ñæà-
òûõ ïî t, ïðè 50-òè êðàòíîì óâåëè÷åíèè ðàçðåøåíèÿ ïî âðåìåíè
8.1. Ñâÿçü òîíêîé ñòðóêòóðû ñïåêòðîâ ñ
ìîäóëÿöèåé òîëùèíû òðóáêè Èî
 ðàìêàõ ãèïîòåçû î ìîäóëÿöèè äèàìåòðà
òðóáêè Èî, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 7, íàõî-
äèò ñâîå îáúÿñíåíèå ñâÿçü íåêîòîðûõ õàðàê-
òåðèñòèê òîíêîé ñòðóêòóðû ýìèññèè ñ íåîäíî-
ðîäíîñòÿìè òðóáêè. Ñëåäóÿ ðàññìîòðåííîé
âûøå ìîäåëè èçëó÷àòåëÿ, â êîòîðîé äðåéôóþ-
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
121Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 9. Ñòðóêòóðà äèíàìè÷åñêîãî ñïåêòðà èñòî÷íèêà Iî-Ñ îò 7 ñåíòÿáðÿ 1999 ã.:
à) èíòåðâàë ñïåêòðîãðàììû hp àíàëèçàòîðà ñî ñðåäíåé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ ïî f-t â ìîìåíò
çàðîæäåíèÿ ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ S-èçëó÷åíèÿ; b), c) � âèä ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ S-âñïëåñêîâ (AOÑ), ñæà-
òûõ ïî t, ïðè 50-òè êðàòíîì óâåëè÷åíèè ðàçðåøåíèÿ ïî âðåìåíè
Á. Ï. Ðÿáîâ
122 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 10. Äåòàëèçàöèÿ ñïåêòðàëüíîé ïîëîñû áóðè S-èçëó÷åíèÿ èñòî÷íèêà Io-Ñ 7-8 ñåíòÿáðÿ 1999 ã.:
a) äâå ïîëîñû ñæàòûõ ïî t âñïëåñêîâ ñ âåñüìà âûñîêîé ÷àñòîòîé ïîâòîðåíèÿ; b) óëüòðàëèíåéíûå ñïåêò-
ðû îòäåëüíûõ âñïëåñêîâ ñ îòðèöàòåëüíûì äðåéôîì; c) êîìáèíàöèÿ ëèíåéíûõ ñïåêòðîâ ñ îòðèöàòåëüíûì
è ïîëîæèòåëüíûì ÷àñòîòíûì äðåéôîì
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
123Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 11. Äâå ñïåêòðàëüíûå ïîëîñû ( 01f 17≈ ÌÃö è 02f 20≈ ÌÃö) âåñüìà ìîùíûõ S-âñïëåñêîâ ñðåäíåé
÷àñòè áóðè 13 èþëÿ 1998 ã., êîòîðûå ýïèçîäè÷åñêè ïðåîäîëåâàþò ïîëîñó ìîë÷àíèÿ: à) ïîëîñû ñæàòûõ ïî
t âñïëåñêîâ; b), c) � èíäèâèäóàëüíûå ñïåêòðû âñïëåñêîâ ñëîæíîé ñòðóêòóðû
Á. Ï. Ðÿáîâ
124 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
ùèé ïî ÷àñòîòå S-âñïëåñê îáðàçîâàí â ðåçóëü-
òàòå êàñêàäíîãî ïðîöåññà ðàçðûâîâ ñìåæíûõ
òîêîâûõ íèòåé, ó÷òåì, ÷òî ìàãíèòíîå íàòÿæå-
íèå â òîêîâûõ íèòÿõ íà ïîâåðõíîñòè òðóáêè
Èî, ðàâíîå
2 4 ,SB π
ñëàáåå â ìåñòàõ óòîëùåíèÿ òðóáêè, ò. ê.
~ 1 ,S SB r
ãäå Sr � äèàìåòð ñå÷åíèÿ òðóáêè Èî. Ïîýòîìó
ïðî÷íîñòü òîêîâûõ íèòåé íà ïîâåðõíîñòè
òðóáêè ìåíüøå â ìåñòàõ åå óòîëùåíèÿ, ãäå è
ïðîèñõîäÿò ðàçðûâû. Çäåñü, êàê ïðàâèëî, è
ëîêàëèçîâàíû ýëåìåíòàðíûå èçëó÷àòåëè
S-âñïëåñêîâ.
Åñëè ïåðâè÷íûé ñïîíòàííûé ðàçðûâ òîêî-
âîé íèòè ïðîèçîøåë ãäå-òî íèæå ìàêñèìóìà
óòîëùåíèÿ, òî â ýòîò ìîìåíò áóäåò íàáëþäàòü-
ñÿ èçëó÷åíèå íåáîëüøîé èíòåíñèâíîñòè íà
âåðõíåé ÷àñòîòå âñïëåñêà (òîíêèé íà÷àëüíûé
ó÷àñòîê äèíàìè÷åñêîãî ñïåêòðà S-âñïëåñêà).
Äàëåå î÷àã ðàçðûâîâ äâèæåòñÿ â ñòîðîíó óòîë-
ùåíèÿ òðóáêè, ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ âñïëåñêà
ðàñòåò è çàòåì, ïðè ïîäõîäå ê ñåäëîâèíå, ñíî-
âà ïàäàåò. Î÷åâèäíî, êàñêàäíûé ïðîöåññ ðàç-
ðûâîâ íèòåé îñòàíàâëèâàåòñÿ ïðè ñóæåíèè
òðóáêè, è èçëó÷åíèå âñïëåñêà èñ÷åçàåò.
8.2. Ñëîæíûå ñïåêòðû S-âñïëåñêîâ
Âîçìîæíî, ÷òî ïîÿâëåíèå ñëîæíûõ ôîðì
äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ åñòü ðå-
çóëüòàò çíà÷èòåëüíûõ èñêàæåíèé òîïîëîãè-
÷åñêîé ñòðóêòóðû ìàãíèòíûõ ïîëåé è òîêî-
âûõ öåïåé â ïðåäåëüíî âîçáóæäåííîé èçëó-
÷àþùåé çîíå òðóáêè Èî.  ïåðèîäû ãåíåðà-
öèè ìîùíûõ S-âñïëåñêîâ, âcëåäñòâèå âîçðà-
ñòàíèÿ ñèëû òîêà òðóáêè Ti è åå ïîïåðå÷-
íîé ñêîðîñòè ,sv òðóáêà Èî áëèçêà ê êðèòè-
÷åñêîìó ñîñòîÿíèþ, êîãäà ñðàâíèòåëüíî íå-
áîëüøèå âîçìóùåíèÿ âåäóò ê ëàâèíîîáðàç-
íîìó âûñâîáîæäåíèþ ýíåðãèè. Ê òàêèì ÿâ-
ëåíèÿì ïðèìåíèìà êîíöåïöèÿ ñàìîîðãàíè-
çóþùåãîñÿ êðèòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ, òèïè÷-
íîãî äëÿ ñëîæíûõ ñèñòåì.
Åñëè S-âñïëåñêè ãåíåðèðóþòñÿ â ñîîòâåò-
ñòâèè ñ àëãîðèòìîì, îïèñàííûì âûøå â ðàçäå-
ëå 5, ò. å. îíè èçëó÷àþòñÿ âñëåäñòâèå ðàçðûâîâ
ýëåìåíòàðíûõ òîêîâûõ íèòåé íà ïîâåðõíîñòè
òðóáêè Èî, òîãäà â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ äîëæíû
íàáëþäàòüñÿ ñïåêòðû íà f-t ïëîñêîñòè, ñîñòîÿ-
ùèå èç ñåðèé ÿðêèõ òî÷åê. Îáû÷íî îòäåëüíûå
òî÷êè íà ñïåêòðàëüíûõ èçîáðàæåíèÿõ òàêîãî
òèïà íåëüçÿ ðàçëè÷èòü, ïîòîìó ÷òî ðàçðûâû
ñìåæíûõ òîêîâûõ íèòåé ñëèâàþòñÿ â îäíó ëè-
íèþ íà êàðòèíå ñïåêòðà. Îäíàêî, êîãäà òîïîëî-
ãèÿ ïîëåé â òðóáêå Èî î÷åíü ñèëüíî èñêàæåíà,
ñåðèè ÿðêèõ òî÷åê ñïåêòðà ñòàíîâÿòñÿ âèäèìû-
ìè. Ýòè ñïåêòðû S-âñïëåñêîâ ìû íåîäíîêðàò-
íî íàáëþäàëè. Ïðèìåðû òî÷å÷íûõ ñïåêòðîâ
ýòîãî òèïà ïðèâåäåíû íà ðèñ. 12.
Âåñüìà èíòåðåñåí òàêîé íàáëþäàòåëüíûé
ôàêò, ñâÿçàííûé ñ ïðîöåññîì ôîðìèðîâàíèÿ
òîíêîé ñòðóêòóðû äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ, êàê
ïîâòîðåíèå ñàìîïîäîáíûõ èçîáðàæåíèé
âñïëåñêîâ íà f-t ïëîñêîñòè â òå÷åíèå ñðàâíè-
òåëüíî êîðîòêîãî ïåðèîäà âðåìåíè. Òèïè÷íûé
èíòåðâàë ìåæäó âñïëåñêàìè � ïîðÿäêà õàðàê-
òåðíîãî âðåìåíè æèçíè ñàìîãî âñïëåñêà. Íå-
êîòîðûå ñëîæíûå ïî ôîðìå èíäèâèäóàëüíûå
ñïåêòðû ïîâòîðÿþòñÿ îò 3-õ äî 10-òè ðàç â
òå÷åíèå 1 ìèí. Ïðèìåðû òàêèõ ïîâòîðÿþùèõ-
ñÿ ñïåêòðîâ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 13. Ïðåäñòàâ-
ëÿåò èíòåðåñ îòâåòèòü íà âîïðîñ: ÷åì îïðåäå-
ëÿåòñÿ õàðàêòåðíîå âðåìÿ æèçíè íåêîòîðîé
âûäåëåííîé ñòðóêòóðû çàìàãíè÷åííîé ïëàç-
ìû, êîòîðàÿ îòâåòñòâåííà çà ôîðìèðîâàíèå
ñïåêòðà S-âñïëåñêà îïðåäåëåííîé ôîðìû?
Âîçìîæíî, ÷òî îòâåò êðîåòñÿ èìåííî â àíàëè-
çå ñåðèé ñàìîïîäîáíûõ èçîáðàæåíèé âñïëåñ-
êîâ. Ïîÿâëåíèå ñåðèè îäèíàêîâûõ S-âñïëåñ-
êîâ íà f-t ïëîñêîñòè îçíà÷àåò, ÷òî â çîíå èçëó-
÷åíèÿ òðóáêè Èî ñôîðìèðîâàíà êâàçèñòàáèëü-
íàÿ ïëàçìåííàÿ ñòðóêòóðà, âðåìÿ æèçíè êîòî-
ðîé â íåñêîëüêî ðàç áîëüøå ïîëíîé äëèòåëü-
íîñòè îäíîãî S-âñïëåñêà. Ïî-âèäèìîìó, ýâî-
ëþöèþ îòäåëüíîãî S-âñïëåñêà ìîæíî ïðåäñòà-
âèòü êàê ðàçâèòèå ëîêàëüíîé ïëàçìåííîé íå-
óñòîé÷èâîñòè â òðóáêå Èî. Èíûìè ñëîâàìè, â
òå÷åíèå èíòåðâàëà ïîðÿäêà íåñêîëüêèõ ñåêóíä
òàêàÿ ñòðóêòóðà �ñðàáàòûâàåò� íåñêîëüêî ðàç,
ãåíåðèðóÿ ñàìîïîäîáíûå âñïëåñêè, è ðàçðó-
øàåòñÿ. Â ïîñëåäóþùèå ìèíóòû áëèçêèå óñ-
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
125Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 12. Äåòàëèçàöèÿ ñïåêòðàëüíîé ïîëîñû áóðè S-èçëó÷åíèÿ èñòî÷íèêà Io- 12-13 èþëÿ 1998 ã.:
a) ôðàãìåíò ïîëîñû ñæàòûõ ïî t S-âñïëåñêîâ; b), c) � èíäèâèäóàëüíûå ñïåêòðû âñïëåñêîâ ñ òî÷å÷íîé
ñòðóêòóðîé (AOÑ)
Á. Ï. Ðÿáîâ
126 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Ðèñ. 13. Ñåðèè ñïåêòðàëüíûõ èçîáðàæåíèé âñïëåñêîâ òèïà áóêâû N, êîòîðûå ìîãóò èìåòü ðàçëè÷íûé
ìàñøòàá â f-t êîîðäèíàòàõ:
a), b), c), ..., i) � ñîâïàäàþùèå ïî ôîðìå äåâÿòü èçîáðàæåíèé âñïëåñêîâ, êîòîðûå ñëåäóþò ñ èíòåðâàëîì â
íåñêîëüêî ñåêóíä è çàòåì èñ÷åçàþò
ëîâèÿ â çîíå èçëó÷åíèÿ ìîãóò áûòü âîñïðî-
èçâåäåíû ñíîâà, ÷òî ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâå-
íèþ íîâîé ñåðèè ïîäîáíûõ ïî ôîðìå âñïëåñ-
êîâ. Âîçìîæíî, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå ìû èìå-
åì äåëî ñ ÿâëåíèåì ëîêàëüíûõ êâàçèðåãóëÿð-
íûõ ïóëüñàöèé ïàðàìåòðîâ ïëàçìû è ìàãíèò-
íîãî ïîëÿ. Íóæíî îòìåòèòü òàêæå, ÷òî îäè-
íàêîâûå ôîðìû ñàìîïîäîáíûõ ñïåêòðîâ S-
âñïëåñêîâ âñòðå÷àþòñÿ â ñïåêòðàëüíûõ çàïè-
ñÿõ ðàçëè÷íûõ ëåò.
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
127Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Õàðàêòåðíûé ÷àñòîòíûé ìàñøòàá è àìïëè-
òóäà ñïåêòðîâ S-âñïëåñêîâ íà f-t ïëîñêîñòè
îáóñëîâëåíû ãåîìåòðè÷åñêèì ðàçìåðîì èçëó-
÷àþùåé çîíû òðóáêè Èî. Ýòî ìîæåò ñâèäå-
òåëüñòâîâàòü î ïðÿìîé çàâèñèìîñòè âûñâîáîæ-
äàåìîé ýíåðãèè îò ðàçìåðîâ çîíû èçëó÷åíèÿ.
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî âðåìÿ æèçíè âñïëåñêà ïðîïîð-
öèîíàëüíî ÷àñòîòíîé ïîëîñå åãî ñóùåñòâîâà-
Ðèñ. 14. Ïîâòîðÿþùèåñÿ ñïåêòðàëüíûå èçîáðàæåíèÿ ñëîæíûõ S-âñïëåñêîâ:
a), b), c),..., h) � âåñüìà áëèçêèå ïî ôîðìå èçîáðàæåíèÿ âñïëåñêîâ, êîòîðûå óñëîæíÿþò ñâîþ ôîðìó çà
âðåìÿ æèçíè ñåðèè
Á. Ï. Ðÿáîâ
128 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
íèÿ, ìîæíî ïðèéòè ê âûâîäó, ÷òî äîëãîæèâó-
ùàÿ íåóñòîé÷èâîñòü ñ ïîñòîÿííûì èíêðåìåí-
òîì ðîñòà îáåñïå÷èâàåò áîëåå âûñîêóþ èíòåí-
ñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ. Êîãäà S-âñïëåñêè äîñ-
òèãàþò ïðåäåëüíî âûñîêîé ïëîòíîñòè ïîòîêà,
íàáëþäàåòñÿ �ïðîáîé� çîí ìîë÷àíèÿ ìåæäó ñî-
ñåäíèìè ñïåêòðàëüíûìè ïîëîñàìè, òàê ÷òî äâà
ñìåæíûõ âñïëåñêà ñëèâàþòñÿ. Íà ðèñ. 11 ïî-
êàçàí ôðàãìåíò äèíàìè÷åñêîãî ñïåêòðà ñ äâó-
ìÿ ïîëîñàìè íà ÷àñòîòàõ 17 è 20 ÌÃö. ×àñ-
òîòíûé äèàïàçîí ñëèâøèõñÿ âñïëåñêîâ äîñòè-
ãàåò 6 ÌÃö. Âîçìîæíî, ÷òî çäåñü äâèæóùèé-
ñÿ î÷àã ðàçðûâîâ òîêîâûõ íèòåé íà ïîâåðõíî-
ñòè òðóáêè Èî ïðåîäîëåâàåò ñåäëîâèíó ìåæ-
äó �áóëüáàìè�, ò. å. îñíîâíûìè çîíàìè ãåíå-
ðàöèè S-âñïëåñêîâ (ñì. ðèñ. 7).
Áîëåå ñëîæíûå ôîðìû ïîâòîðÿþùèõñÿ
äèíàìè÷åñêèõ ñïåêòðîâ îòäåëüíûõ S-âñïëåñ-
êîâ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 14. Ñïåêòðû òàêîãî ðîäà
òðóäíî îáúÿñíèìû ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðè÷èííî-
ñëåäñòâåííûõ ñâÿçåé, ò. ê. èçëó÷åíèå âîçíèêà-
åò â êàêîé-òî ìîìåíò âðåìåíè íåçàâèñèìî íà
äâóõ çíà÷èòåëüíî ðàçíåñåííûõ ÷àñòîòàõ, è
çàòåì ñïåêòð ïëàâíî ñëèâàåòñÿ â îäíîé òî÷êå
íà f-t ïëîñêîñòè.
Ïðè àíàëèçå ñïåêòðîâ ïîâòîðÿþùèõñÿ
âñïëåñêîâ âîçíèêàåò âîïðîñ: ïî÷åìó èíôîð-
ìàöèÿ âûäàåòñÿ ïîðöèÿìè f-t èçîáðàæåíèé, êî-
òîðûå �ïðîèãðûâàþòñÿ� íåñêîëüêî ðàç, ïîäîá-
íî çàêîëüöîâàííîé ìàãíèòîçàïèñè, çàòåì ðàç-
ðóøàþòñÿ è èñ÷åçàþò. Âîçìîæíî, ÷òî ïîâòî-
ðÿþùèåñÿ ñïåêòðû S-âñïëåñêîâ åñòü ðåçóëü-
òàò âðàùåíèÿ äëèííûõ ( )L λ? èñêðèâëåííûõ
íèòåâèäíûõ àíòåíí c ÷àñòîòíî-çàâèñèìûì êî-
íóñîì èçëó÷åíèÿ. Îíè ïîÿâëÿþòñÿ â ðåçóëüòà-
òå çíà÷èòåëüíûõ èñêàæåíèé òîïîëîãè÷åñêîé
ñòðóêòóðû ìàãíèòíûõ ïîëåé è òîêîâûõ öåïåé
â ïðåäåëüíî âîçáóæäåííîé èçëó÷àþùåé çîíå
òðóáêè Èî. Ìåäëåííîå âðàùåíèå øèðîêîïî-
ëîñíîãî îñòðîíàïðàâëåííîãî èçëó÷àòåëÿ îòíî-
ñèòåëüíî íàáëþäàòåëÿ äàåò ïîâòîðÿþùèåñÿ
èçîáðàæåíèÿ ñïåêòðîâ, çàòåì ïëàçìåííîå îá-
ðàçîâàíèå, âûñâå÷èâàÿñü, ðàçðóøàåòñÿ.
Ëèòåðàòóðà
1. B. F. Burke, and K. L. Franklin. J. Geophys. Res.
1955, 60, pp. 213-217.
2. E. K. Bigg. Nature. 1964, 203, pp. 1008-1010.
3. E. K. Bigg. Planet. Space Sci. 1966, 14, No. 8,
pp. 741-758.
4. B. P. Ryabov, P. Zarka, H. O. Rucker, V. B. Ryabov,
and M. Y. Boudjada. In Planetary Radio Emission III,
edited by H. O. Rucker, S. J. Bauer and A. Lecacheaux.
Austrian Academy of Sciences Press, Vienna, 1997,
pp. 65-89.
5. B. P. Ryabov, P. Zarka, H. O. Rucker, V. B. Ryabov,
and M. Y. Boudjada. Radiophys. and Radioasrton.
1997, 2, No. 4, pp. 402-418.
6. T. D. Carr, and F. Reyes. In Planetary Radio Emission
III, edited by H. O. Rucker, S. J. Bauer, and
M. L. Kaiser. Austrian Academy of Sciences Press,
Vienna, 1992, p. 145.
7. J. K. Alexander, and M. D. Desch. J. Geophys. Res.
1984, 89, pp. 2689-2697.
8. T. D. Carr, M. D. Desch, and J. K. Alexander. In
Physics of the Jovian Magnetosphere, ed. A. J. Dessler.
Cambridge University Press, New York, 1983,
pp. 226-284.
9. M. D. Desch. Nature. 1978, 272, No. 5651, pp. 339-
340.
10. M. D. Desch, R. S. Flagg, and J. May. Nature. 1978,
272, pp. 38-42.
11. G. A. Dulk. Astrophys. J. 1970, 159, No. 2,
pp. 671-684.
12. G. A. Dulk, A. Lecacheux, and Y. Leblanc. Astron.
Astrophys. 1992, 253, pp. 292-306.
13. G. R. A. Ellis. Nature. 1975, 253, No. 5491,
pp. 415-417.
14. G. R. A. Ellis. An Atlas of selected spectra of the
Jupiter S-bursts. Univ. of Tasmania, Hobart, Tasmania,
Australia, 1979, 197 p.
15. G. R. A. Ellis. Austral. J. Phys. 1982, 35, pp. 165-175.
16. R. S. Flagg, and M. D. Desch. J. Geophys. Res.
1980, 84, pp. 4238-4244.
17. R. S. Flagg, W. B. Greenman, F. Reyes, T. D. Carr.
A Catalog of High Resolution Jovian Decametric
Radio Noise Burst Spectra. Dept. of Astronomy
University of Florida, Gainesville, Florida 32611,
1991, 1, 199 p.
18. Y. Leblanc, F. Genova, and J. de la Noe. Astron.
Astrophys. 1980, 86, pp. 342-348.
19. Y. Leblanc, M. G. Aubier, C. Rosolen, F. Genova,
and J. de la Noe. Astron. Astrophys. 1980, 86,
pp. 349-354.
20. Y. Leblanc, and F. Genova. J. Geophys. Res. 1981,
86, No. 10, pp. 8564-8568.
21. J. J. Riihimaa. Astrophys. and Space Sci. 1977, 51,
No. 2, pp. 363-383.
22. J. J. Riihimaa. Earth, Moon and Planets. 1991, 53,
pp. 157-182.
23. J. J. Riihimaa. Wide-range high-resolution S-bursts
spectra of Jupiter. Univ. of Oulu, Finland, 1992.
Ñïîðàäè÷åñêîå ðàäèîèçëó÷åíèå Þïèòåðà. Ìóëüòèìàñøòàáíûå äèíàìè÷åñêèå ñïåêòðû
129Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
24. H. O. Rucker, and V. Mostetschnig. In Planetary
Radio Emission II, edited by H. O Rucker, S. J. Bauer,
and B. M. Pedersen. Austrian Academy of Sciences
Press, Vienna, 1988, pp. 87-93.
25. H. O. Rucker, V. Mostetschnig, H. P. Ladreiter, and
G. K. F. Rabl. In Planetary Radio Emission III, edited
by H. O. Rucker, S. J. Bauer, and M. L. Kaiser.
Austrian Academy of Sciences Press, Vienna, 1992,
pp. 115-124.
26. J. W. Warwick, J. B. Pearce, A. C. Riddle,
J. K. Alexander, M. D. Desch, M. L. Kaiser,
J. R. Thieman, T. D. Carr, S. Gulkis, A. Boischot,
C. C. Harvey, and B. M. Pedersen. Science. 1979, 204,
No. 4396, pp. 995-998.
27. A. J. Willes, D. B. Melrose, and P. A. Robinson.
J. Geophys. Res. 1994, 99, No. A11, pp. 21203-21211.
28. B. P. Ryabov, A. V. Arkhipov, and V. A. Shevchenko.
Astron. Vestnik. 1985, 19, No. 4, pp. 296-318 (in Russian).
29. B. P. Ryabov. Astron. Vestnik, 1986, 20, No. 1,
pp. 20-34 (in Russian).
30. B. P. Ryabov, and N. N. Gerasimova. Sporadic radio
emission of Jupiter at decameter wavelength. Kiev,
Naukova Dumka, 1990, 237 pp. (in Russian).
31. B. P. Ryabov. Astron. Vestnik. 1990, 24, No. 2,
pp. 103-118 (in Russian).
32. B. P. Ryabov. Astron. Vestnik. 1990, 24, No. 3,
pp. 221-231 (in Russian).
33. S. Ya. Braude, A. V. Megn, B. P. Ryabov, N. K.
Sharykin and I. N. Zhouck. Astrophys. and Space Sci.
1978, 54, No. 1, pp.3-36.
34. B. P. Ryabov. In Planetary Radio Emission III, edited
by H. O. Rucker, S. J. Bauer, and M. L. Kaiser.
Austrian Academy of Sciences Press, Vienna, 1992,
pp.125-144.
35. B. P. Ryabov. J. Geophys. Res. 1994, 99, No. E4,
pp. 8441-8449.
36. J. E. P. Connerny, M. H. Acuna, and N. F. Ness.
J. Geophys. Res. 1981, 86, No. A10, pp. 8370-8374.
37. J. E. P. Connerny. In Planetary Radio Emission III,
edited by H. O. Rucker, S. J. Bauer, and M. L. Kaiser.
Austrian Academy of Sciences Press, Vienna, 1992,
pp. 13-33.
38. J. E. P. Connerny. J. Geophys. Res. 1993, 98,
pp. 18659-18679.
39. P. Zarka, B. P. Ryabov, M. Y. Boudjada, L. Denis.
International Symp., Graz, Austria, August 8 - 12, 1994.
40. B. P. Ryabov, V. B. Ryabov, H. O. Rucker, P. Zarka,
M. Y. Boudjada. International Workshop �The Solar
Wind-Magnetosphere System 2�, Graz, Austria,
September 1995.
41. B. P. Ryabov, P. Zarka, H. O. Rucker, V. B. Ryabov,
and M. Y. Boudjada. 4th International Workshop on
Radio Emission from Planetary Magnetospheres,
Graz, Austria, September 9-11, 1996.
42. L. N. Litvinenko, B. P. Ryabov, V. B. Ryabov,
V. A. Shevchenko, O. V. Arkhipov, P. Zarka, L. Denis,
A. Gerbault, H. O. Rucker, and M. Y. Boudjada.
4th International Workshop on Radio Emission from
Planetary Magnetospheres, Graz, Austria, September
9-11, 1996.
43. P. Zarka, T. Farges, B. P. Ryabov, M. Abada-Simon.
J. Geophys. Res. Letters. 1996, 23, No. 2, pp.125-128.
44. P. Zarka, B. P. Ryabov, V. B. Ryabov, et. al. EGS
Symposium PS-5.01: �Planetary Magnetospheres and
Ionospheres�, the Hague, Netherlands, May 1996.
45. P. Zarka, B. P. Ryabov, V. B. Ryabov, and
H. O. Rucker. Invited paper at EGS Symposium ST15/PS7,
�Solar System Radiophysics and Related Topics�,
the Hague, Netherlands, May 1996.
46. P. Zarka, J. Queinnec, B. P. Ryabov, V. B. Ryabov,
V. A. Shevchenko, O. V. Arkhipov, H. O. Rucker,
L. Denis, A. Gerbault, P. Dierich, and C. Rosolen. In
Planetary Radio Emission IV, edited by H. O. Rucker,
S. J. Bauer and A. Lecacheaux. Austrian Academy of
Sciences Press, Vienna, 1997, pp. 101-128.
47. P. Zarka, B. P. Ryabov, V. B. Ryabov, R. Prange,
M. Abada-Simon, T. Farges, and L. Denis. In Planetary
Radio Emission IV, edited by H. O. Rucker, S. J. Bauer
and A. Lecacheaux. Austrian Academy of Sciences
Press, Vienna, 1997, pp. 101-128.
48. P. Zarka, B. P. Ryabov, V. B. Ryabov, R. Prange,
and L. Denis. Western Pacific Geophysics Meeting.
Sess. 21B-07, Taiwan, 1998, 26 p.
49. B. P. Ryabov, P. Zarka, H. O. Rucker, V. B. Ryabov,
V. A. Shevchenko, O. V. Arkhipov, M. Y. Boudjada,
L. Denis, A. Gerbault, and P. Kleewein. Wide Band
Detailed Spectra of Jovian Io-related Radio Emissions.
Radiophysics and Radioasrtonomy (to be published).
50. J. L. Green. Radio Sci. 1984, 19, No. 2, pp. 556-570.
51. P. Zarka. In Planetary Radio Emissions II, edited by
H. O. Rucker, S. J. Bauer, and B. M. Pedersen. Austrian
Academy of Sciences Press, Vienna, 1988, pp. 327-342.
52. M. L. Goldstein, and C. K. Goertz. In Physics of
the Jovian Magnetosphere, ed. by A. J. Dessler.
Cambridge Univ. Press, New York, 1983, p. 317.
53. V. V. Zaitsev, E. Ya. Zlotnik, and V. E. Shaposhnikov.
Pis�ma Astron. Zh. 1985, 11, p. 208.
54. A. G. Boev, and M. Ya. Luk�yanov. Astron. Zh.
1991, 63, pp. 853-862.
55. G. V. Litvinenko, H. O. Rucker, V. V. Vinogradov,
B. P. Ryabov, and V. E. Shaposhnikov. Preprint
No. 114. Institut fur Weltraumforschung, Graz, Austria
Dec. 9, 1999.
56. G. V. Litvinenko, H. O. Rucker, V. V. Vinogradov,
B. P. Ryabov, and V. E. Shaposnikov. Radio Sci.
accepted in press.
57. A. J. Dessler, and T. W. Hill. Astrophys. J. 1979,
227, No. 2, pp. 664-675.
Á. Ï. Ðÿáîâ
130 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2001, ò. 6, ¹1
Jovian Decametric Emission. Multiscale
Dynamic Spectra
B. P. Ryabov
The new Jupiter observations of 1998-2000
years were carried out in frequency range of
10÷40 MHz with UTR-2 array, the acousto-op-
tical spectrograph from Nancay (France), and
sweeping hp spectrum analyzer. We have ob-
tained the overall time S-burst storm dynamic
spectra as well as fine structured, highest sensi-
tivity dynamic spectra of S-bursts in the 10 30÷
MHz continuous frequency range. The spectrum
details of five characteristic f-t scale from hours
to milliseconds were investigated. The process
formation of the asymmetric S-emission cone
and some physical aspects joined with com-
plicated spectral images were considered. Many
complicated S-bursts demonstrate the features
of apparent self-similarity with different f-t scale.
The long series of S-bursts are concentrated
within spectral sub-bands of 1.5 to 5 MHz band-
width, whose central frequencies are separated
in average by about 3.5 MHz. The sub-bands
are negative or positive drifting with a rate about
17 kHz/s. We assume that the spectral sub-bands
correspond to Io-tube �bulb� inhomogeneities
where the S-burst emitters are probably located.
On the basis of spectrogram obtained we evalu-
ate the bulb sizes, their location and velocities
in the radiation zones. The Io tube shape is quite
compatible with some characteristics of S-bursts
fine structure, and radiation source model
[34, 35] early proposed.
|