Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II
В рамках тримерной гидродинамической модели солнечной атмосферы мы рассчитали профили линий Fe I λ 639,361 нм и Fe II λ 523,462 нм, принимая во внимание отклонения от локального термодинамического равновесия....
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
2011
|
| Назва видання: | Кинематика и физика небесных тел |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75519 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II / Р.И. Костык // Кинематика и физика небесных тел. — 2011. — Т. 27, № 4. — С. 24-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75519 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-755192025-02-09T14:21:06Z Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II Особливості конвективних рухів в верхній фотосфері Сонця. II Some properties of convective motions in the upper solar atmosphere. II Костык, Р.И. Физика Солнца В рамках тримерной гидродинамической модели солнечной атмосферы мы рассчитали профили линий Fe I λ 639,361 нм и Fe II λ 523,462 нм, принимая во внимание отклонения от локального термодинамического равновесия. В рамках тривимірної гідродинамічної моделі сонячної атмосфери ми розрахували контури ліній Fe I λ 639,361 нм і Fe II λ 523,462 нм, приймаючи до уваги відхилення відлокальної термодинамічної рівноваги. Using the three-dimensional hydrodynamical model of the solar atmosphere, we calculated profiles of the Fe I 639.361 nm and Fe II 523.462 nm lines with consideration for deviations from the local thermodynamic equilibrium. Автор благодарит Н. Г. Щукину за предоставленную программу NATAJA, с помощью которой были вычислены контуры линий. 2011 Article Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II / Р.И. Костык // Кинематика и физика небесных тел. — 2011. — Т. 27, № 4. — С. 24-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0233-7665 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75519 523.942 ru Кинематика и физика небесных тел application/pdf Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Физика Солнца Физика Солнца |
| spellingShingle |
Физика Солнца Физика Солнца Костык, Р.И. Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II Кинематика и физика небесных тел |
| description |
В рамках тримерной гидродинамической модели солнечной атмосферы мы рассчитали профили линий Fe I λ 639,361 нм и Fe II λ 523,462 нм, принимая во внимание отклонения от локального термодинамического равновесия. |
| format |
Article |
| author |
Костык, Р.И. |
| author_facet |
Костык, Р.И. |
| author_sort |
Костык, Р.И. |
| title |
Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II |
| title_short |
Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II |
| title_full |
Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II |
| title_fullStr |
Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II |
| title_full_unstemmed |
Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II |
| title_sort |
особенности конвективных движений в верхней фотосфере солнца. ii |
| publisher |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Физика Солнца |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75519 |
| citation_txt |
Особенности конвективных движений в верхней фотосфере Солнца. II / Р.И. Костык // Кинематика и физика небесных тел. — 2011. — Т. 27, № 4. — С. 24-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Кинематика и физика небесных тел |
| work_keys_str_mv |
AT kostykri osobennostikonvektivnyhdviženijvverhnejfotosferesolncaii AT kostykri osoblivostíkonvektivnihruhívvverhníjfotosferísoncâii AT kostykri somepropertiesofconvectivemotionsintheuppersolaratmosphereii |
| first_indexed |
2025-11-26T20:07:44Z |
| last_indexed |
2025-11-26T20:07:44Z |
| _version_ |
1849884847915401216 |
| fulltext |
ÓÄÊ 523.942
Ð. È. Êîñòûê
Ãëàâíàÿ àñòðîíîìè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ Íàöèîíàëüíîé àêàäåìèè íàóê Óêðàèíû
03680 Êèåâ, óë. Àêàäåìèêà Çàáîëîòíîãî 27
Îñîáåííîñòè êîíâåêòèâíûõ äâèæåíèé
â âåðõíåé ôîòîñôåðå Ñîëíöà. II
 ðàìêàõ òðèìåðíîé ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè ñîëíå÷íîé àòìî ñôå -
ðû ìû ðàññ÷èòàëè ïðîôèëè ëèíèé Fe I l 639.361 íì è Fe II
l 523.462 íì, ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå îòêëîíåíèÿ îò ëîêàëüíîãî òåð -
ìî äèíà ìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ. Ìû îïðåäåëèëè âûñîòû, íà êîòîðûõ
ïðîèñ õîäèò èçìåíåíèå çíàêà êîíòðàñòà, à òàêæå èçìåíåíèå íà ïðàâ -
ëå íèÿ äâèæåíèÿ êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ. Ýòè âûñîòû ñèëüíî çà âè -
ñÿò îò êîíòðàñòà è ñêîðîñòè êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ íà óðîâíå
îáðàçî âàíèÿ êîíòèíóóìà. ×åì áîëüøå ýòè âåëè÷èíû, òåì âûøå â
àòìîñôåðå Ñîëíöà ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå çíàêà êîíòðàñòà è íà ïðàâ -
ëå íèÿ äâè æåíèÿ. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ìû ñðàâíèëè ñ äàííûìè
íàáëþäåíèé, êîòîðûå áûëè ïîëó÷åíû íà ãåðìàíñêîì âàêóóìíîì áà -
øåí íîì òåëå ñêî ïå (î. Òåíåðèôå, Èñïàíèÿ). Èñïîëüçóåìàÿ íàìè 3D-
ãèä ðî äè íà ìè ÷åñ êàÿ ìîäåëü âïîëíå óäîâëåòâîðèòåëüíî îïèñûâàåò îñ -
íîâ íûå íàáëþ äà òåëüíûå äàííûå î ñêîðîñòè è èíòåíñèâíîñòè êîí âåê -
òèâ íûõ ýëåìåíòîâ.
ÎÑÎÁËÈÂÎÑÒ² ÊÎÍÂÅÊÒÈÂÍÈÕ ÐÓղ  ÂÅÐÕÍ²É ÔÎÒÎÑÔÅв
ÑÎÍÖß. II, Êîñòèê Ð. ². —  ðàìêàõ òðèâèì³ðíî¿ ã³äðîäèíàì³÷íî¿
ìîäåë³ ñîíÿ÷íî¿ àòìîñôåðè ìè ðîçðàõóâàëè êîíòóðè ë³í³é Fe I
l 639.361 íì ³ Fe II l 523.462 íì, ïðèéìàþ÷è äî óâàãè â³äõèëåííÿ â³ä
ëîêàëüíî¿ òåðìîäèíàì³÷íî¿ ð³âíîâàãè. Ìè çíàéøëè âèñîòè, íà ÿêèõ
â³äáóâàºòüñÿ çì³íà çíàêó êîíòðàñòà, à òàêîæ çì³íà íàïðÿìêó ðóõó
êîíâåêòèâíèõ åëåìåíò³â. Ö³ âèñîòè ñèëüíî çàëåæàòü â³ä êîíòðàñòó
òà øâèäêîñò³ êîíâåêòèâíèõ åëåìåíò³â íà ð³âí³ óòâîðåííÿ êîíòè íó -
óìó. Ùî á³ëüø³ ö³ âåëè÷èíè, òî âèùå â àòìîñôåð³ Ñîíöÿ â³äáóâà ºòüñÿ
çì³íà çíàêó êîíòðàñòó òà íàïðÿìêó ðóõó. Îòðèìàí³ ðåçóëü òà òè ìè
ïîð³âíÿëè ç³ ñïîñòåðåæíèìè, ÿê³ áóëè îòðèìàí³ íà í³ìåöüêîìó
âàêóóìíîìó áàøòîâîìó òåëåñêîï³ (î. Òåíåðèôå, ²ñïàí³ÿ). Íà íàø ïî -
ãëÿä, 3D-ã³äðîäèíàì³÷íà ìîäåëü, ÿêó ìè âèêîðèñòîâóâàëè, çàäîâ³ëüíî
24
ISSN 0233-7665. Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë. 2011. Ò. 27, ¹ 4
© Ð. È. ÊÎÑÒÛÊ, 2011
25
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÊÎÍÂÅÊÒÈÂÍÛÕ ÄÂÈÆÅÍÈÉ Â ÂÅÐÕÍÅÉ ÔÎÒÎÑÔÅÐÅ ÑÎËÍÖÀ. II
îïèñóº îñíîâí³ ñïîñòåðåæí³ äàí³ ïðî øâèäê³ñòü òà ³íòåíñèâí³ñòü
êîíâåêòèâíèõ óòâîðåíü.
SOME PROP ER TIES OF CON VEC TIVE MO TIONS IN THE UP PER
SO LAR AT MO SPHERE. II, by Kostik R. I. — Us ing the three-di men sional
hydrodynamical model of the so lar at mo sphere, we cal cu lated pro files of
the Fe I 639.361 nm and Fe II 523.462 nm lines with con sid er ation for
de vi a tions from the lo cal ther mo dy namic equi lib rium. We de ter mined
heights for in ten sity con trast re ver sal and for ve loc ity sign re ver sal of
con vec tive el e ments. Both of these pa ram e ters de pend strongly on the
con vec tive ve loc ity and in ten sity mea sured in the con tin uum. The larger are
the pa ram e ters, the greater is the at mo sphere al ti tude where the re ver sal
takes place. We com pared all the cal cu lated re la tions with the ob ser va tions
ob tained at the Ger man Vac uum Tower Tele scope in Izana (Tenerife,
Spain). In our opin ion, 3D hydrodynamical model of the so lar at mo sphere
de scribes sat is fac to rily all the main features of observed convective
velocities and intensities.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Ðàíåå â ðàáîòå [1] ïî äàííûì íàáëþäåíèé ëèíèé íåéòðàëüíîãî è èîíè -
çîâàííîãî æåëåçà (Fe I l 639.361 íì, Fe II l 523.418 íì) â ôîòîñôåðå
Ñîëíöà ìû èññëåäîâàëè êîíâåêòèâíûå ïîëÿ èíòåíñèâíîñòåé è ñêîðîñ -
òåé îò óðîâíÿ îáðàçîâàíèÿ êîíòèíóóìà äî òåìïåðàòóðíîãî ìèíèìóìà.
Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî êîíâåêòèâíûå ýëåìåíòû â ïðîöåññå ñâîåãî äâèæå -
íèÿ ââåðõ èëè âíèç èçìåíÿþò ñ âûñîòîé íå òîëüêî çíàê êîíòðàñòà, íî è
íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ. Âûñîòà, íà êîòîðîé ïðîèñõîäèò òàêàÿ èíâåð -
ñèÿ, ñèëüíî çàâèñèò îò ñêîðîñòè è êîíòðàñòà êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ,
êîòîðûå îíè èìåëè íà óðîâíå îáðàçîâàíèÿ íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà. Ïî -
ëó ÷åííûå ðàíåå ðåçóëüòàòû ìû ñðàâíèâàåì ñ ðåçóëüòàòàìè ìàòåìàòè -
÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ êîíòóðîâ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé, âû÷èñëåííûõ
ñ èñïîëüçîâàíèåì òðåõìåðíîé ìîäåëè àòìîñôåðû Ñîëíöà.
ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ ÊÎÍÒÓÐÎÂ
ÑÏÅÊÒÐÀËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ ÆÅËÅÇÀ
 êà÷åñòâå ìîäåëè àòìîñôåðû Ñîëíöà ìû âûáðàëè òðåõìåðíóþ
ìîäåëü Àñïëóíäà è äð. [3], êîòîðàÿ ïðåêðàñíî ñåáÿ çàðåêîìåíäîâàëà è
â íàøèõ ïðåäûäóùèõ èññëåäîâàíèÿõ. Ê ñîæàëåíèþ, ìû ðàñïîëàãàëè
ëèøü äàííûìè äëÿ îäíîãî ìîìåíòà âðåìåíè äëÿ êâàäðàòíîé îáëàñòè
ðàçìåðàìè 6000´6000 êì ïî ãîðèçîíòàëè è 3800 êì ïî ãëóáèíå. Ïðî -
ñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå ñîñòàâëÿëî 120 êì, âñëåäñòâèå ÷åãî ìû
ñìîãëè ðàññìîòðåòü 2500 (6000/120´6000/120) îäíîìåðíûõ ãðàíóëü -
íî-ìåæãðàíóëüíûõ ìîäåëåé àòìîñôåðû Ñîëíöà. Äëÿ êàæäîé ìîäåëè
ìû ðàññ÷èòàëè êîíòóðû ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé Fe I è Fe II. Äëÿ ýòîé
öåëè ìû âîñïîëüçîâàëèñü ïðîãðàììîé NATAJA [4], ëþáåçíî ïðåäî -
ñòàâëåííîé íàì Í. Ùóêèíîé. Àòîìíàÿ ìîäåëü æåëåçà, ó÷èòûâàþùàÿ è
òîíêóþ ñòðóêòóðó òåðìîâ, âêëþ÷àåò îêîëî 250 óðîâíåé, êîòîðûå âçà -
èìîñâÿçàíû ïî÷òè 500 ïåðåõîäàìè â óëüòðàôèîëåòîâîì, âèäèìîì è
èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíàõ ñïåêòðà. Äåòàëüíîå îïèñàíèå äèàãðàììû
òåðìîâ æåëåçà Fe I + Fe II ìîæíî íàéòè â ðàáîòå [2]. ×èñëåííûé êîä
NATAJA áàçèðóåòñÿ íà óðàâíåíèÿõ, êîòîðûå ïðèâåäåíû â ðàáîòå [5] è
îñíîâàí íà ýôôåêòèâíûõ èòåðàòèâíûõ ÷èñëåííûõ ìåòîäàõ ðåøåíèÿ
óðàâíåíèé ìíîãîóðîâåííîãî ïåðåíîñà â ìíîãîìåðíûõ ñðåäàõ.
Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé Fe I l 639.361 íì è Fe II
l 523.418 íì ìû èìåëè ïî õ = 2500 òåîðåòè÷åñêèõ êîíòóðîâ. Àíàëî -
ãè÷íî íàáëþäåíèÿì, ñ ïîìîùüþ ìåòîäà «ëÿìáäà-ìåòåð» [6], íà h = 11
óðîâ íÿõ êàæäîé ñïåêòðàëüíîé ëèíèè ìû îïðåäåëèëè ôëóêòóàöèè
èíòåí ñèâíîñòè I(x, h) è ñêîðîñòè â êîðîòêîâîëíîâîì (Vb(x, h)) è
äëèííî âîëíîâîì (Vr(x, h)) êðûëüÿõ. Ýòè æå âåëè÷èíû I h( ), U hb ( ), U hr ( )
áûëè íàéäåíû è äëÿ óñðåäíåííîãî ïî ïðîñòðàíñòâó õ = 1...1024
êîíòóðîâ ëèíèé æåëåçà. Çàòåì ìû íàøëè ôëóêòóàöèè èíòåíñèâíîñòè è
ñêîðîñòè â êîðîòêîâîëíîâîì è äëèííîâîëíîâîì êðûëüÿõ èññëåäóåìîé
ëèíèè ñîãëàñíî âûðàæåíèÿì
dI x h I x h I h( , ) ( , ) ( )= - ,
dV x h V x h U hb b b( , ) ( , ) ( )= - ,
dV x h V x h U hr r r( , ) ( , ) ( )= - .
Çäåñü äâèæåíèÿ, íàïðàâëåííûå ê íàáëþäàòåëþ, óñëîâíî ñ÷èòàþòñÿ
ïîëîæèòåëüíûìè.
CÐÀÂÍÅÍÈÅ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÎÂ ÍÀÁËÞÄÅÍÈÉ
Ñ ÌÎÄÅËÜÍÛÌÈ ÂÛ×ÈÑËÅÍÈßÌÈ
Ïåðåä àíàëèçîì ðåçóëüòàòîâ âû÷èñëåíèé, ïîëåçíî ñðàâíèòü ìîäåëü -
íûå êîíâåêòèâíûå ñêîðîñòè è âîññòàíîâëåííûå èç òåîðåòè÷åñêèõ êîí -
òóðîâ ëèíèé: ýòî ïðîâåðêà âñåõ íàøèõ âû÷èñëåíèé, à òàêæå òåñòèðî -
âàíèå ìåòîäà «ëÿìáäà-ìåòåð».
Íà ðèñ. 1 äëÿ ëèíèè íåéòðàëüíîãî æåëåçà Fe I l 639.361 íì ïîêà -
çàíû ïðîñòðàíñòâåííûå ðàñïðåäåëåíèÿ èñõîäíûõ, ìîäåëüíûõ ñêîðîñ -
òåé V, òåìïåðàòóð Ò è âûñîò Í îáðàçîâàíèÿ ëèíèé (ñïëîøíûå êðèâûå)
è âåëè÷èí V è dI, âîññòàíîâëåííûõ èç òåîðåòè÷åñêèõ êîíòóðîâ ëèíèé
(ïóíêòèð), äëÿ äâóõ çíà÷åíèé øèðèí: Dl = 0.5 ïì (à—â) è Dl= 40 ïì
(ã—å). Äëÿ íàãëÿäíîñòè ñðàâíåíèÿ ìû îãðàíè÷èëèñü ïî ïðîñòðàíñòâó
ëèøü 200 ìîäåëüíûìè òî÷êàìè. Âèäíî, ÷òî ïðè Dl = 0.5 ïì âîññòà -
íîâëåííûå ñêîðîñòè V äàæå â ìåëêèõ äåòàëÿõ îòñëåæèâàþò èñõîäíûå,
çàäàííûå. Êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ìåæäó ýòèìè äâóìÿ ïî ñëå äî âà -
òåëüíîñòÿìè î÷åíü âûñîê è ðàâåí 0.97. Äèàïàçîí èçìåíåíèÿ âûñîòû
26
Ð. È. ÊÎÑÒÛÊ
27
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÊÎÍÂÅÊÒÈÂÍÛÕ ÄÂÈÆÅÍÈÉ Â ÂÅÐÕÍÅÉ ÔÎÒÎÑÔÅÐÅ ÑÎËÍÖÀ. II
Ðèñ. 1. Ïðîñòðàíñòâåííûå ðàñïðåäåëåíèÿ èñõîäíûõ, ìîäåëüíûõ ñêîðîñòåé V, òåìïåðàòóð Ò è
âûñîò Í îáðàçîâàíèÿ ëèíèé (ñïëîøíûå êðèâûå) è âåëè÷èí V è dI , âîññòàíîâëåííûõ èç
òåîðåòè÷åñêèõ êîíòóðîâ ëèíèè Fe I l 639.361 íì (ïóíêòèðû): à, á, â — äëÿ öåíòðà ëèíèè (Dl =
= 0.5 ïì), ã, ä, å — äëÿ êðûëà ëèíèè (Dl = 40 ïì)
îáðàçîâàíèÿ êàæäîãî èç 200 êîíòóðîâ ñïåêòðàëüíîé ëèíèè íà øèðèíå
Dl = 0.5 ïì äîâîëüíî áîëüøîé: DÍ » 100 êì ïðè ñðåäíåì çíà÷åíèè Í =
= 490 êì. Îá ýòîé îñîáåííîñòè íóæíî ïîìíèòü ïðè ïîñòðîåíèè çàâè -
ñèìîñòåé ðàçíûõ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ñîëíå÷íîé àòìîñôåðû, èç -
âëå êàåìûõ èõ êîíòóðîâ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé, îò ãåîìåòðè÷åñêîé âû -
ñîòû.
Äëÿ íàñ îêàçàëîñü íåîæèäàííûì, ÷òî êîëåáàíèÿ èíòåíñèâíîñòè dI
(ïóíêòèð), âîññòàíîâëåííûå èç òåîðåòè÷åñêèõ êîíòóðîâ ñïåêòðàëüíîé
ëèíèè Fe I l 639.361 íì íà øèðèíå Dl = 0.5 ïì, òàê æå õîðîøî êîð ðå -
ëè ðó þò ñ ìîäåëüíûìè çíà÷åíèÿìè òåìïåðàòóðû T (ñïëîøíàÿ ëè íèÿ)
íà âûñîòàõ H, êîòîðûå ïðèâåäåíû íà ôðàãìåíòå â (êîýôôèöèåíò
êîððåëÿöèè ðàâåí 0.98).
Íà ôðàãìåíòàõ ã—å ïðèâåäåíû òå æå çàâèñèìîñòè, ÷òî è íà ôðàã -
ìåíòàõ à—â, íî äëÿ Dl = 40 ïì, ò. å. äëÿ êðûëà ëèíèè. Ñðåäíÿÿ âûñîòà
îáðàçîâàíèÿ ýòîé òî÷êè êîíòóðà ëèíèè ðàâíà Í = 5 êì, à äèàïàçîí èç -
ìåíåíèÿ DÍ » 100 êì, êàê è äëÿ ñëó÷àÿ ïðè Dl = 0.5 ïì. Ñî îò âå ò ñò âó þ -
ùèå êîýôôèöèåíòû êîððåëÿöèè ðàâíû 0.98 è 0.93. Íà îñíîâàíèè
àíàëèçà äàííûõ, êîòîðûå ïðèâåäåíû íà ðèñ. 1, ìû ìîæåì ñäåëàòü çà -
êëþ÷åíèå, ÷òî èñïîëüçóåìûé íàìè ìåòîä «ëÿìáäà-ìåòåð» âïîëíå ïðè -
ãîäåí äëÿ èçâëå÷åíèÿ èç êîíòóðîâ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé òàêèõ ôèçè -
÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ àòìîñôåðû Ñîëíöà, êàê ñêîðîñòü è èíòåíñèâíîñòü.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, íóæíî ñ îñòîðîæíîñòüþ ïîëüçîâàòüñÿ ïîíÿòèåì
«ñðåä íÿÿ âûñîòà». Êàê âèäíî èç ðèñ. 1, îäíîìó è òîìó æå çíà÷åíèþ Dl
ñîîòâåòñòâóåò ðàçáðîñ çíà÷åíèé âûñîò â ïðåäåëàõ 100 êì, êàê âáëèçè
öåíòðàëüíîé èíòåíñèâíîñòè, òàê è â êðûëå ëèíèè.
Âûñîòû, íà êîòîðûõ îáðàçóþòñÿ îñòàòî÷íûå èíòåíñèâíîñòè â
«ôè î ëåòîâîì» è «êðàñíîì» êðûëüÿõ êîíòóðà ýòîé ñïåêòðàëüíîé ëè -
íèè, ìîãóò ðàçëè÷àòüñÿ. Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû ðàçíîñòè DH âûñîò îáðà -
çî âàíèÿ â «ôèîëåòîâîì» è «êðàñíîì» êðûëüÿõ äëÿ ðàçíûõ çíà÷åíèé
øèðèí Dl îò 0.5 äî 40 ïì. Âáëèçè öåíòðàëüíîé îñòàòî÷íîé èíòåíñèâ -
íîñòè ïðè Dl = 0.5 ïì (ôðàãìåíò à) âûñîòû îáðàçîâàíèÿ «ôè î ëå òî âî -
ãî» è «êðàñíîãî» êðûëüåâ ëèíèé ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò. Ñ óâå -
ëè÷åíèåì Dl ðàçíîñòè óâåëè÷èâàþòñÿ è äëÿ ýòîé ëèíèè äîñòèãàþò
íàèáîëüøåãî çíà÷åíèÿ (ïî÷òè 200 êì) ïðè Dl = 10 ïì (ôðàãìåíò â),
ò. å. íà ó÷àñòêå êîíòóðà, ãäå èçìåíåíèå èíòåíñèâíîñòè ñ äëèíîé âîëíû
ñòàíîâèòñÿ ìàêñèìàëüíûì.  äàëüíåéøåì ñ óâåëè÷åíèåì øèðèíû Dl
ýòè ðàçíîñòè óìåíüøàþòñÿ. Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñðåäíåé ðàçíîñòè âû -
ñîò Í â çàâèñèìîñòè îò øèðèíû Dl âèäíî èç ðèñ. 2, å. Òàêèì îáðàçîì,
ïðè èíòåðïðåòàöèè ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, èçâëå÷åííûõ èç êîíòóðîâ
ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé ìåòîäîì «ëÿìáäà-ìåòåð», ñëåäóåò âû÷èñëÿòü âû -
ñîòû îòäåëüíî äëÿ êîðîòêîâîëíîâîãî è îòäåëüíî äëÿ äëèííîâîë íî -
âîãî ó÷àñòêîâ êîíòóðà ñïåêòðàëüíîé ëèíèè.
Ñðàâ íèì õà ðàê òåð íà áëþ äà å ìûõ â ñî ëíå÷ íîé àò ìîñ ôå ðå äâè æå -
íèé êîí âåê òèâ íûõ ýëå ìåí òîâ ñ ìî äåëü íû ìè. Èç ðèñ. 3, à âèäíî, ÷òî êî -
ëè ÷åñ òâî îò íî ñè òåëü íî ãî ðÿ ÷èõ ïîä íè ìà þ ùèõ ñÿ êîí âåê òèâ íûõ ýëå -
28
Ð. È. ÊÎÑÒÛÊ
29
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÊÎÍÂÅÊÒÈÂÍÛÕ ÄÂÈÆÅÍÈÉ Â ÂÅÐÕÍÅÉ ÔÎÒÎÑÔÅÐÅ ÑÎËÍÖÀ. II
Ðèñ. 2. Ðàçíîñòè DH âûñîò îáðàçîâàíèÿ â «ôèîëåòîâîì» è «êðàñíîì» êðûëüÿõ ëèíèè íåé ò -
ðàëüíîãî æåëåçà Fe I l 639.361 íì äëÿ ðàçíûõ çíà÷åíèé øèðèí Dl îò 0.5 äî 40 ïì (ôðàã ìåíòû
à—ä), å — çàâèñèìîñòü ñðåäíèõ çíà÷åíèé ýòîé ðàçíîñòè îò Dl
ìåí òîâ óìåíü øà åò ñÿ ñ âû ñî òîé â àò ìîñ ôå ðå Ñîë íöà, à îïóñ êà þ ùèõ ñÿ,
íà î áî ðîò, — óâå ëè ÷è âà åò ñÿ êàê â ðå àëü íîé ñî ëíå÷ íîé àò ìî ñ ôå ðå, òàê
è â òðåõ ìåð íîé ìî äå ëè. Õó æå ñîãëàñèå íà ðèñ. 3, á: ÷èñëî íà áëþ äà å -
ìûõ õî ëîä íûõ êîí âåê òèâ íûõ ýëå ìåí òîâ, êî òî ðûå äâè æóò ñÿ âíèç è
ââåðõ, ïî ÷òè ìî íî òîí íî èç ìå íÿ åò ñÿ ñ âû ñî òîé Í, à ñî îò âå ò ñòâó þ ùèå
ìî äåëü íûå îá ðà çî âà íèÿ îá íà ðó æè âà þò ýêñ òðå ìóì íà Í » 250 êì.
Êàê âèäíî èç ðèñ. 3, â, ã, ñêî ðîñ òè ãîðÿ÷èõ ïîäíèìàþùèõñÿ êîí -
âåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ è «õîëîäíûõ» îïóñêàþùèõñÿ (ñïëîøíûå ëè -
íèè) ñ âûñîòîé â àòìîñôåðå Ñîëíöà óìåíüøàþòñÿ. Ñêîðîñòè ãîðÿ÷åãî
îïóñêàþùåãîñÿ âåùåñòâà è õîëîäíîãî ïîäíèìàþùåãîñÿ (ïóíêòèðû)
ñóùåñòâåííî ìåíüøå è ïî÷òè íå çàâèñÿò îò âûñîòû. Òàêèå çàêîíî ìåð -
30
Ð. È. ÊÎÑÒÛÊ
Ðèñ. 3: à — íàáëþäàåìàÿ äîëÿ f «ãîðÿ÷èõ» êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ, äâèæóùèõñÿ ââåðõ
(ñïëîøíàÿ ëèíèÿ), è âíèç (ïóíêòèð); á — äîëÿ îïóñêàþùèõñÿ (ñïëîøíàÿ ëèíèÿ) è ïîä -
íèìàþùèõñÿ (ïóíêòèð) «õîëîäíûõ» êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ; â — ñêîðîñòè «ãîðÿ÷èõ»
êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ, äâèæóùèõñÿ ââåðõ (ñïëîøíàÿ ëèíèÿ), è âíèç (ïóíêòèð); ã —
ñêîðîñòè îïóñêàþùèõñÿ (ñïëîøíàÿ ëèíèÿ) è ïîäíèìàþùèõñÿ (ïóíêòèð) «õîëîäíûõ» êîí -
âåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ â çàâèñèìîñòè îò âûñîòû â àòìîñôåðå Ñîëíöà; ä — ç — ñîîòâåò ñò âóþ -
ùèå òåî ðåòè÷åñêè âû÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ
íîñòè îáíàðóæèâàþò è ìîäåëèðóåìûå, è íàáëþäàåìûå êîíâåêòèâíûå
ýëåìåíòû.
Êàê áûëî ïîêàçàíî â íàøåé ðàáîòå [1], êîíâåêòèâíûå ýëåìåíòû â
ïðîöåññå ñâîåãî äâèæåíèÿ êàê ââåðõ, òàê è âíèç ìîãóò èëè ñîõðàíèòü
çíàê ñâîåãî êîíòðàñòà è íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ, êàêèìè îíè îáëàäàëè
âáëèçè êîíòèíóóìà, èëè ïîìåíÿòü íà ïðîòèâîïîëîæíûå. Åñëè áðàòü
âî âíèìàíèå òîëüêî ñàìóþ íèæíþþ âûñîòó (Í = 0 êì) è ñàìóþ âû ñî -
êóþ (Í = 500 êì), òî âîçìîæíû 16 âàðèàíòîâ êîíâåêòèâíûõ äâè æåíèé
(ñì. ðèñ. 4, â). Çíàêîì ïëþñ ìû îáîçíà÷èëè âåùåñòâî, êîòîðîå äâè æåò -
ñÿ ââåðõ, à òàêæå âåùåñòâî, êîíòðàñò êîòîðîãî íà äàííîé âû ñîòå âûøå
ñðåäíåãî. Ñîîòâåòñòâåííî çíàê ìèíóñ îòíîñèòñÿ ê îïóñêà þùèìñÿ êîí -
âåê òèâ íûì îáðàçîâàíèÿì, à òàêæå ê îáðàçîâàíèÿì ñ îòíî ñèòåëüíûì
êîíòðàñòîì íèæå ñðåäíåãî. Íà ðèñ. 4, à ïðèâåäåíû ðå çóëüòàòû, ïî ëó -
÷åí íûå äëÿ ëèíèè Fe I l 639.361 íì, à íà ñðåäíåé — èîíèçîâàííîãî
æå ëå çà Fe II l 523.418 íì: ñïëîøíàÿ ëèíèÿ — íàáëþ äåííûå âåëè÷èíû,
ïóí ê òèð — ìîäåëüíûå äàííûå. Âèäíî, ÷òî ïî÷òè âñå îñîáåííîñòè
ïîëåé èíòåíñèâíîñòè è ñêîðîñòè, îáíàðóæåííûå ïðè íàáëþäåíèÿõ,
ïðîÿâèëèñü è â òðåõìåðíîé ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè Añïëóíäà è
äð. [3]. Íà íàø âçãëÿä, ìîæíî êîíñòàòèðîâàòü õîðîøåå è êà ÷åñ ò âåí -
íîå, è êîëè÷åñòâåííîå ñîãëàñèå äàííûõ íàáëþäåíèé ñ òå î ðå òè ÷åñ êè -
ìè âû÷èñëåíèÿìè. Êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ìåæäó ýòèìè äâóìÿ
êðèâûìè ðàâåí 0.79 äëÿ ëèíèè Fe I l 639.361 íì è 0.86 äëÿ ëè íèè Fe II
l 523.418 íì.
Íà ðèñ. 5 (äëÿ ëèíèè Fe I l 639.361 íì) è ðèñ. 6 (äëÿ ëèíèè Fe II
l 523.418 íì) ïîêàçàíû âûñîòû, íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå
íà ïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ (çíàêà ñêîðîñòè), à òàêæå çíàêà êîíòðàñòà êîí -
âåê òèâíûõ îáðàçîâàíèé: íà ëåâûõ ïàíåëÿõ ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé, à
31
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÊÎÍÂÅÊÒÈÂÍÛÕ ÄÂÈÆÅÍÈÉ Â ÂÅÐÕÍÅÉ ÔÎÒÎÑÔÅÐÅ ÑÎËÍÖÀ. II
Ðèñ. 4: à, á — äîëÿ f ñëó÷àåâ,
ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçíûì òèïàì
êîí âåêòèâíûõ äâèæåíèé âåùå ñò -
âà â àòìîñôåðå Ñîëíöà ìåæäó
âûñîòà ìè Í = 0 è 500 êì ïî äàí -
íûì èçìåðåíèé ëèíèé Fe I
l 639.361 íì è Fe II l 523.418 íì
(ïóíêòèð — ìîäåëüíûå çíà÷å -
íèÿ). Øåñòíàäöàòü òèïîâ êîíâåê -
òèâíûõ äâèæåíèé ïî êà çàíû íà
ôðàãìåíòå â. Çíàê ïëþñ îòíîñèòñÿ
ê «ãîðÿ÷åìó» è ïîäíè ìà þùåìóñÿ
âåùåñòâó, çíàê ìèíóñ — ê «õî -
ëîäíîìó» è îïóñêàþ ùå ìóñÿ
íà ïðàâûõ — ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ. Îòìåòèì íàèáîëåå âàæíûå
îñîáåííîñòè ïðèâåäåííûõ çàâèñèìîñòåé. Ñðåäíèå âûñîòû, íà êîòî -
ðûõ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå çíàêà ñêîðîñòè, ñèëüíî çàâèñÿò îò ñêîðîñ -
òè íà âûñîòå îáðàçîâàíèÿ íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà è â ìåíüøåé ñòåïåíè
— îò êîíòðàñòà íà óðîâíå îáðàçîâàíèÿ êîíòèíóóìà. Ñ äðóãîé ñòî -
ðîíû, èçìåíåíèå çíàêà êîíòðàñòà ïðîèñõîäèò òåì âûøå â ñîëíå÷íîé
àòìîñôåðå, ÷åì áîëüøå êîíòðàñò ãðàíóëû èëè ìåæãðàíóëû íà âûñîòå
Í = 0 êì è ïî÷òè íå çàâèñèò îò ñêîðîñòè íà Í = 0 êì. Íà íàø âçãëÿä,
32
Ð. È. ÊÎÑÒÛÊ
Ðèñ. 5. Âûñîòû, íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå íàïðàâëåíèÿ ñêîðîñòè äâèæåíèÿ â
çàâèñèìîñòè îò ñêîðîñòè â êîíòèíóóìå (à) è êîíòðàñòà â êîíòèíóóìå (á). Âûñîòû, íà êîòîðûõ
ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå çíàêà êîíòðàñòà â çàâèñèìîñòè îò ñêîðîñòè â êîíòèíóóìå (â) è
êîíòðàñòà â êîíòèíóóìå (ã). Ëåâàÿ êîëîíêà — ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé, ïðàâàÿ — òåîðåòè -
÷åñêèå âû÷èñëåíèÿ. (Ëèíèÿ íåéòðàëüíîãî æåëåçà Fe I l 639.361 íì)
ñîâïàäåíèå íàáëþäàåìûõ è ìîäåëüíûõ çàâèñèìîñòåé — óäîâëåòâî -
ðèòåëüíîå. Íàèëó÷øå ñîâïàäàþò çàâèñèìîñòè, êîòîðûå ïðèâåäåíû íà
ôðàãìåíòàõ à ðèñ. 5 è 6 (çàâèñèìîñòü âûñîòû ïåðåìåíû íàïðàâëåíèÿ
äâèæåíèÿ îò ñêîðîñòè â êîíòèíóóìå) è íà ôðàãìåíòàõ ã (çàâèñèìîñòü
âû ñîòû ïåðåìåíû çíàêà êîíòðàñòà îò êîíòðàñòà â êîíòèíóóìå). Îòìå -
òèì òàêæå àñèììåòðè÷íûé õàðàêòåð ýòèõ êðèâûõ îòíîñèòåëüíî íóëå -
âîé òî÷êè êàê â íàáëþäåíèÿõ, òàê è â òåîðåòè÷åñêèõ âû÷èñëåíèÿõ. Â
ïðåäåëàõ ñðåäíåãî îòêëîíåíèÿ, êàê âèäíî èç ðèñóíêîâ, ñîãëàñóþòñÿ è
ñðåäíèå âûñîòû. Íà ôðàãìåíòàõ á è â ñîâïàäåíèÿ õóæå, õîòÿ è â òåî -
ðèè, è â íàáëþäåíèÿõ âûñîòû, íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå çíà -
êà êîíòðàñòà è íàïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ, íå î÷åíü ñèëüíî çàâèñÿò îò ñêî -
ðîñòè è êîíòðàñòà â êîíòèíóóìå.
33
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÊÎÍÂÅÊÒÈÂÍÛÕ ÄÂÈÆÅÍÈÉ Â ÂÅÐÕÍÅÉ ÔÎÒÎÑÔÅÐÅ ÑÎËÍÖÀ. II
Ðèñ. 6. Òî æå, ÷òî è íà ðèñ.5, íî äëÿ ëèíèè èîíèçîâàííîãî æåëåçà Fe II l 523.418 íì
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Ðåçóëüòàòû ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì 3D-
ìî äå ëè àòìîñôåðû Ñîëíöà è â ðàìêàõ ÍËÒÐ-ïðèáëèæåíèÿ ïîä òâåð -
äèëè íàáëþäàòåëüíûå äàííûå îá èçìåíåíèè çíàêà êîíòðàñòà è íà -
ïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ êîíâåêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ïðè èõ ðàñïðîñòðà -
íåíèè â àòìîñôåðå Ñîëíöà. Óäîâëåòâîðèòåëüíî ñîâïàäàþò ñ íàáëþ äå -
íèÿìè òàêæå è ñðåäíèå âûñîòû, íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò ýòà èíâåð ñèÿ
êîíòðàñòà è ñêîðîñòåé. Ïî÷òè âñå îñîáåííîñòè êîíâåêòèâíûõ ïî ëåé
èíòåíñèâíîñòè è ñêîðîñòè, îáíàðóæåííûå ïðè íàáëþäåíèÿõ, ïðî -
ÿâëÿþòñÿ è â òðåõìåðíîé ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè.
Àâòîð áëàãîäàðèò Í. Ã. Ùóêèíó çà ïðåäîñòàâëåííóþ ïðîãðàììó
NATAJA, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé áûëè âû÷èñëåíû êîíòóðû ëèíèé.
1. Êîñòûê Ð. È. Îñîáåííîñòè êîíâåêòèâíûõ äâèæåíèé â âåðõíåé ôîòîñôåðå Ñîëíöà.
I // Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë.—2010.—26, ¹ 5.—Ñ. 26—40.
2. Ùóêèíà Í. Ã., Òðóõèëüî Áóýíî Õ. Ëèíèè Fe I â ñïåêòðàõ õîëîäíûõ çâåçä: íå-ËÒÐ-
ýô ôåê òû â àòìîñôåðå ñîëíå÷íîãî òèïà // Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë.—
1998.—14, ¹ 4.—Ñ. 315—329.
3. Asplund M., Nordlund À, Trampedach R., et al. Line for ma tion in so lar gran u la tion. I.
Fe line shapes, shifts and asym me tries // Astron. and Astrophys.—2000.—359,
N 2.—Ð. 729—742.
4. Shchukina N., Trujillo Bueno J. The Iron line for ma tion prob lem in three-di men sional
hy dro dy namic mod els of so lar-like photospheres // Astrophys. J.—2001.—550,
N 2.—Ð. 970—990.
5. Socas-Navarro H., Trujillo Bueno J. Linearization ver sus pre con di tion ing: Which
ap proach is best for solv ing mul ti level trans fer prob lems? // Astrophys. J.—1997.—
490, N 2.—Ð. 383—392.
6. Stebbins R., Goode P. R. Waves in the so lar photosphere // So lar Phys.—1987.—110,
N 2.—Ð. 237—253.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 12.01.10
34
Ð. È. ÊÎÑÒÛÊ
|