Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн
Представлены результаты исследований радиоизлучения спокойного Солнца в декаметровом диапазоне длин волн. Наблюдения выполнены с помощью антенной решетки УРАН-2 в летние сезоны 2008–2009 гг. на частотах 20 и 25 МГц в полосе 250 кГц и на радиотелескопе УТР-2 в летне-осенний период 2010 г. в полос...
Saved in:
| Date: | 2012 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2012
|
| Series: | Радиофизика и радиоастрономия |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98243 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн / А.И. Браженко, А.А. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, Э.П. Абранин, В.В. Доровский, В.Н. Мельник, Р.В. Ващишин, А.В. Французенко, О.В. Борысюк // Радиофизика и радиоастрономия. — 2012. — Т. 17, № 1. — С. 3–14. — Бібліогр.: 32 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98243 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-982432025-02-23T18:48:19Z Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн Особливості континуального випромінювання верхньої корони сонця у декаметровому діапазоні довжин хвиль Peculiarity of continuum emission from upper corona of the sun at decameter wavelengths Браженко, А.И. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, А.А. Абранин, Э.П. Доровський, В.В. Мельник, В.Н. Ващишин, Р.В. Французенко, А.В. Борысюк, О.В. Радиоастрономия и астрофизика Представлены результаты исследований радиоизлучения спокойного Солнца в декаметровом диапазоне длин волн. Наблюдения выполнены с помощью антенной решетки УРАН-2 в летние сезоны 2008–2009 гг. на частотах 20 и 25 МГц в полосе 250 кГц и на радиотелескопе УТР-2 в летне-осенний период 2010 г. в полосе частот 16.5÷33.0 МГц в режиме одномерного гелиографа. Усредненные значения плотности потока излучения спокойного Солнца по данным измерений на УРАН-2 равны 860 Ян на 25 МГц и 710 Ян на 20 МГц. Величины интегральной плотности потока излучения по измерениям на радиотелескопе УТР-2 для этих частот составили 950 и 800 Ян соответственно. Спектральный индекс в диапазоне частот 16.5 200 ÷ МГц по наблюдениям на инструментах УТР-2 и УРАН-2 оказался одинаковым и равным −2.1±0.1. Определены угловые значения экваториального диаметра солнечной короны по результатам наблюдений на УТР-2. Они хорошо согласуются со значениями, известными для континуального излучения Солнца на более высоких частотах. Показана эффективность скоординированного (или одновременного) применения различных территориально разнесенных радиотелескопов, имеющих совпадающий диапазон частот. Надаються результати досліджень радіовипромінювання спокійногоСонця у декаметровому діапазоні довжин хвиль. Спостереження виконані за допомогою антени УРАН-2 в літні сезони 2008–2009 рр. на частотах 20 і 25 МГц у смузі 250 кГц та на радіотелескопі УТР-2 в літньо-осінній період 2010 р. у смузі частот 16.5÷33.0 МГц у режимі одномірного геліографа. Усереднені значення щільності потоку випромінювання спокійного Сонця за даними вимірів на УРАН-2 становлять 860 Ян на 25 МГц та 710 Ян на 20 МГц. Величини інтегральної щільності потоку випромінювання за вимірами на радіотелескопі УТР-2 для цих частот склали 950 і 800 Ян відповідно. Спектральний індекс у діапазоні частот 16.5 200 ÷ МГц з урахуванням спостережень на інструментах УТР-2 та УРАН-2 виявився однаковим і становить − 2.1±0.1. Визначено кутові значення екваторіального діаметру сонячної корони за результатами спостережень на УТР-2. Вони добре узгоджуються зі значеннями, відомими для континуального випромінювання Сонця на вищих частотах. Показано ефективність скоординованого (або одночасного) використання різних територіально рознесених радіотелескопів, що мають співпадаючий діапазон частот. The results of investigations of the quiet Sun radio emission at decameter wavelengths are suggested. The observations have been made with the URAN-2 antenna array in summer seasons of 2008-2009 at 20 and 25 MHz within 250 kHz bandwidth together with the UTR-2 radio telescope in the summerautumn period of 2010 at 16.5 to 33.0 MHz in the mode of one dimensional heliograph. The average values of flux density of the quiet Sun corona according to URAN-2 measurements is equal to 860 Jy at 25 MHz and 710 Jy at 20 MHz. The values of integral flux density from UTR-2 measurements for these frequencies are 950 and 800 Jy, respectively. The URAN-2 and UTR-2 measured data as respects the spectral index within 16.5 200 ÷ MHz have shown it to be the same and equal to − 2.1±0.1. The angular sizes of equatorial diameter of solar Авторы благодарны В. А. Шепелеву и Н. Н. Калиниченко за полезные замечания, а также Я. В. Мирошниченко за разработку программного обеспечения. 2012 Article Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн / А.И. Браженко, А.А. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, Э.П. Абранин, В.В. Доровский, В.Н. Мельник, Р.В. Ващишин, А.В. Французенко, О.В. Борысюк // Радиофизика и радиоастрономия. — 2012. — Т. 17, № 1. — С. 3–14. — Бібліогр.: 32 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98243 523.9, 520.27 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 |
| topic |
Радиоастрономия и астрофизика Радиоастрономия и астрофизика |
| spellingShingle |
Радиоастрономия и астрофизика Радиоастрономия и астрофизика Браженко, А.И. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, А.А. Абранин, Э.П. Доровський, В.В. Мельник, В.Н. Ващишин, Р.В. Французенко, А.В. Борысюк, О.В. Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн Радиофизика и радиоастрономия |
| description |
Представлены результаты исследований радиоизлучения спокойного Солнца в декаметровом диапазоне длин волн.
Наблюдения выполнены с помощью антенной решетки УРАН-2 в летние сезоны 2008–2009 гг. на частотах 20 и 25 МГц
в полосе 250 кГц и на радиотелескопе УТР-2 в летне-осенний период 2010 г. в полосе частот 16.5÷33.0 МГц в режиме
одномерного гелиографа. Усредненные значения плотности потока излучения спокойного Солнца по данным измерений на УРАН-2 равны 860 Ян на 25 МГц и 710 Ян на 20 МГц. Величины интегральной плотности потока излучения по
измерениям на радиотелескопе УТР-2 для этих частот составили 950 и 800 Ян соответственно. Спектральный индекс
в диапазоне частот 16.5 200 ÷ МГц по наблюдениям на инструментах УТР-2 и УРАН-2 оказался одинаковым и равным
−2.1±0.1. Определены угловые значения экваториального диаметра солнечной короны по результатам наблюдений
на УТР-2. Они хорошо согласуются со значениями, известными для континуального излучения Солнца на более высоких
частотах. Показана эффективность скоординированного (или одновременного) применения различных территориально разнесенных радиотелескопов, имеющих совпадающий диапазон частот. |
| format |
Article |
| author |
Браженко, А.И. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, А.А. Абранин, Э.П. Доровський, В.В. Мельник, В.Н. Ващишин, Р.В. Французенко, А.В. Борысюк, О.В. |
| author_facet |
Браженко, А.И. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, А.А. Абранин, Э.П. Доровський, В.В. Мельник, В.Н. Ващишин, Р.В. Французенко, А.В. Борысюк, О.В. |
| author_sort |
Браженко, А.И. |
| title |
Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_short |
Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_full |
Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_fullStr |
Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_full_unstemmed |
Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_sort |
особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн |
| publisher |
Радіоастрономічний інститут НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Радиоастрономия и астрофизика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98243 |
| citation_txt |
Особенности континуального излучения верхней короны солнца в декаметровом диапазоне длин волн / А.И. Браженко, А.А. Коваль, А.А. Коноваленко, А.А. Станиславский, Э.П. Абранин, В.В. Доровский, В.Н. Мельник, Р.В. Ващишин, А.В. Французенко, О.В. Борысюк // Радиофизика и радиоастрономия. — 2012. — Т. 17, № 1. — С. 3–14. — Бібліогр.: 32 назв. — рос. |
| series |
Радиофизика и радиоастрономия |
| work_keys_str_mv |
AT braženkoai osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT kovalʹaa osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT konovalenkoaa osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT stanislavskijaa osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT abraninép osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT dorovsʹkijvv osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT melʹnikvn osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT vaŝišinrv osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT francuzenkoav osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT borysûkov osobennostikontinualʹnogoizlučeniâverhnejkoronysolncavdekametrovomdiapazonedlinvoln AT braženkoai osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT kovalʹaa osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT konovalenkoaa osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT stanislavskijaa osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT abraninép osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT dorovsʹkijvv osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT melʹnikvn osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT vaŝišinrv osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT francuzenkoav osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT borysûkov osoblivostíkontinualʹnogovipromínûvannâverhnʹoíkoronisoncâudekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT braženkoai peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT kovalʹaa peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT konovalenkoaa peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT stanislavskijaa peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT abraninép peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT dorovsʹkijvv peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT melʹnikvn peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT vaŝišinrv peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT francuzenkoav peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths AT borysûkov peculiarityofcontinuumemissionfromuppercoronaofthesunatdecameterwavelengths |
| first_indexed |
2025-11-24T11:53:50Z |
| last_indexed |
2025-11-24T11:53:50Z |
| _version_ |
1849672577120731136 |
| fulltext |
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 3
Радиофизика и радиоастрономия. 2012, Т. 17, № 1, c. 3–14
ÐÀÄÈÎÀÑÒÐÎÍÎÌÈß È ÀÑÒÐÎÔÈÇÈÊÀ
А. И. БРАЖЕНКО1, А. А. КОВАЛЬ2, А. А. КОНОВАЛЕНКО2,
А. А. СТАНИСЛАВСКИЙ2, Э. П. АБРАНИН 2, В. В. ДОРОВСКИЙ2,
В. Н. МЕЛЬНИК2, Р. В. ВАЩИШИН1,
А. В. ФРАНЦУЗЕНКО1, О. В. БОРЫСЮК1
1Полтавская гравиметрическая обсерватория Института геофизики
им. Субботина НАН Украины,
ул. Мясоедова, 27/29, г. Полтава, 36029, Украина
E-mail: brazhai@gmail.com
2Радиоастрономический институт НАН Украины,
ул. Краснознаменная, 4, г. Харьков, 61002, Украина
E-mail: koval2211@rambler.ru
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÊÎÍÒÈÍÓÀËÜÍÎÃÎ ÈÇËÓ×ÅÍÈß
ÂÅÐÕÍÅÉ ÊÎÐÎÍÛ ÑÎËÍÖÀ
 ÄÅÊÀÌÅÒÐÎÂÎÌ ÄÈÀÏÀÇÎÍÅ ÄËÈÍ ÂÎËÍ
Представлены результаты исследований радиоизлучения спокойного Солнца в декаметровом диапазоне длин волн.
Наблюдения выполнены с помощью антенной решетки УРАН-2 в летние сезоны 2008–2009 гг. на частотах 20 и 25 МГц
в полосе 250 кГц и на радиотелескопе УТР-2 в летне-осенний период 2010 г. в полосе частот 16.5 33.0÷ МГц в режиме
одномерного гелиографа. Усредненные значения плотности потока излучения спокойного Солнца по данным измере-
ний на УРАН-2 равны 860 Ян на 25 МГц и 710 Ян на 20 МГц. Величины интегральной плотности потока излучения по
измерениям на радиотелескопе УТР-2 для этих частот составили 950 и 800 Ян соответственно. Спектральный индекс
в диапазоне частот 16.5 200÷ МГц по наблюдениям на инструментах УТР-2 и УРАН-2 оказался одинаковым и равным
2.1 0.1.− ± Определены угловые значения экваториального диаметра солнечной короны по результатам наблюдений
на УТР-2. Они хорошо согласуются со значениями, известными для континуального излучения Солнца на более высоких
частотах. Показана эффективность скоординированного (или одновременного) применения различных территориаль-
но разнесенных радиотелескопов, имеющих совпадающий диапазон частот.
Ключевые слова: спокойное Солнце, верхняя корона, плотность потока радиоизлучения, спектральный индекс,
одномерный гелиограф
УДК 523.9, 520.27
© А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко,
А. А. Станиславский, Э. П. Абранин, В. В. Доровский,
В. Н. Мельник, Р. В. Ващишин, А. В. Французенко,
О. В. Борысюк, 2012
1. Ââåäåíèå
Наблюдения солнечной атмосферы в радиодиапа-
зоне проводятся в широкой полосе частот: от гра-
ничной частоты пропускания ионосферы около
10 МГц ( 30 м)λ = до 300 ГГц (субмиллиметровой
области спектра, 1мм).λ < Разные длины волн из-
лучения соответствуют разным слоям солнечной ат-
мосферы: миллиметровые – нижней хромосфере,
сантиметровые – средней и верхней хромосфере, де-
циметровые – переходной области, метровые – ниж-
ней короне и декаметровый диапазон – верхней
короне. Многочастотные наблюдения позволяют оп-
ределять электронную плотность, температуру и маг-
нитные поля в солнечной короне в зависимости
от высоты над поверхностью Солнца. Радиосолнце
в периоды минимума активности выглядит как боль-
шой ( 30> угловых минут) относительно однород-
ный источник с размерами, превышающими солнеч-
ный радиус, обычно вытянутый в экваториальном
направлении благодаря тому, что солнечная атмос-
фера имеет на экваторе бóльшую электронную плот-
ность, чем на полюсах. Это позволяет проводить
его диагностику с помощью исследований солнеч-
ного радиоконтинуума. Источником радиоизлучения
4 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012
А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко и др.
Солнца в отсутствие солнечных вспышек являет-
ся некогерентное излучение тепловой плазмы
в короне. За пределами активных областей плазмен-
ная частота значительно больше, чем гирочастота,
поэтому радиояркость Солнца обусловлена в целом
тепловым рассеянием вследствие электрон-ионных
столкновений в короне.
Наиболее благоприятные условия для наблю-
дения континуального радиоизлучения Солнца
создаются в периоды минимума солнечной ак-
тивности. В декаметровом диапазоне длин волн
это излучение значительно слабее, чем солнечные
радиовсплески (нетепловой механизм излучения),
и для их одновременного наблюдения требуется
высокая чувствительность и большой динамичес-
кий диапазон радиотелескопов. При этом эффекты
солнечной активности могут влиять на характе-
ристики солнечной атмосферы и ее уже трудно
считать невозмущенной.
В настоящее время радиоизображение Солнца
исследуется регулярно на ряде радиоастрономичес-
ких инструментов. Некоторые из них предназначе-
ны только для солнечных исследований: радиоге-
лиограф в Нансе (Франция) [1, 2], работающий
в диапазоне 150 450÷ МГц, антенная решетка
Оуэнс Вэлли (США), на которой ведутся наблюде-
ния в диапазоне 1 18÷ ГГц и радиогелиограф Но-
беяма (Япония), на котором осуществляются из-
мерения на частотах 17 и 34 ГГц. Российский
радиотелескоп РАТАН-600 проводит солнечные
наблюдения в диапазоне 1 20÷ ГГц, а Сибирский
солнечный радиотелескоп на частоте 5.7 ГГц.
Яркостное распределение теплового континуума в
последние десятилетия было исследовано очень под-
робно на миллиметровых и сантиметровых длинах
волн с высоким разрешением. Успехи в наблюде-
ниях на метровых и декаметровых волнах пока
весьма скромные, что вызвано рядом причин.
Во-первых, это отсутствие радиотелескопов с та-
кими же высокими характеристиками по чувстви-
тельности и пространственному разрешению, ка-
кие имеются на более высоких частотах. Кроме
того, большая интенсивность земных помех раз-
личной природы, негативное влияние ионосферы
(рефракция, поглощение, рассеяние радиоволн), вы-
сокая температура галактического фона существен-
но затрудняют прецизионные исследования астро-
физических объектов, включая Солнце. (В дневное
время многие из перечисленных факторов усугуб-
ляются.) Весьма эффективные космические мис-
сии для солнечных исследований (WIND, STEREO
и др.) успешно регистрируют спорадическое сол-
нечное радиоизлучение на предельно низких часто-
тах (0.1 16÷ МГц), но они не способны регистри-
ровать континуальное солнечное радиоизлучение
в силу ограниченной чувствительности (исполь-
зуются элементарные антенны).
В декаметровом диапазоне наиболее эффектив-
ными наземными инструментами на сегодняшний
день являются радиотелескоп УТР-2 (Украина) [3],
работающий на частотах 8 33÷ МГц, и радиоте-
лескоп Гаурибиданур (Индия), на котором ведутся
измерения на частотах 30 110÷ МГц. Ожидается
ввод в строй новых радиотелескопов больших пло-
щадей, например, LOFAR, LWA, GURT, LSS, но их
строительство еще продолжается. К сожалению,
выведены из эксплуатации радиотелескопы Калгур-
ра (Австралия) и антенная решетка Кларк Лейк
(США) [4–7]. Иногда для солнечных наблюдений
в диапазоне 0.3 22÷ ГГц используется телескоп
VLA (США) и в диапазоне 10 70÷ МГц – антенна
NDA (Нансе, Франция), которая позволяет наблю-
дать только спектральные характеристики всплес-
ковой активности Солнца. При этом следует от-
метить, что указанные инструменты имеют раз-
ные характеристики, наблюдения проводятся
в разное время (в силу различного географическо-
го положения), что представляет заметные труд-
ности при сопоставлении полученных результатов.
Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что ско-
ординированное и/или одновременное применение
разнесенных низкочастотных радиотелескопов
(с учетом зоны видимости), имеющих совпадаю-
щие диапазоны частот, существенно повышает на-
дежность и эффективность исследований в ус-
ловиях негативного влияния помех и ионосферы.
Исследования континуального излучения спо-
койного Солнца на низких частотах наряду с наб-
людениями в высокочастотной области спектра
являются основными источниками определения
структуры, распределения электронной концентра-
ции, высоты излучающего слоя, температуры
и формы короны. Данные об излучении спокойного
Солнца в декаметровом диапазоне представляют
особый интерес, поскольку дают возможность
находить параметры внешней короны Солнца
на расстоянии двух – трех радиусов от его центра.
Примерно в этой области атмосферы Солнца
происходит зарождение солнечного ветра, полного
понимания природы которого пока еще нет.
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 5
Особенности континуального излучения верхней короны Солнца в декаметровом диапазоне длин волн
С целью изучения континуального радиоиз-
лучения Солнца были проведены наблюдения
с помощью радиотелескопа УРАН-2 в летние се-
зоны 2008–2009 гг., а также антенной системы
УТР-2 в летне-осенний период 2010 г. Этим наб-
людениям посвящена настоящая статья, которая
организована следующим образом. В разделе 2
описаны характерные особенности используемых
инструментов в контексте исследований радио-
излучения спокойного Солнца. Результаты наблю-
дений представлены в разделе 3. В Заключении
подводятся итоги рассмотренных в настоящей
работе исследований.
2. Èíñòðóìåíòû
2.1. Ðàäèîòåëåñêîï ÓÒÐ-2
Радиотелескоп УТР-2 Радиоастрономического инсти-
тута Национальной академии наук Украины (Харь-
ков) является крупнейшим современным декамет-
ровым радиоастрономическим инструментом
с наибольшей в мире геометрической площадью
антенной системы, около 138000 м2, (его коорди-
наты: 49 39′° с. ш., 36 56′° в. д.) [8]. Его антенная
система имеет Т-образную форму и включает
в себя две прямоугольные решетки (так называе-
мые плечи “Север–Юг” и “Запад–Восток”). Они
построены из широкополосных горизонтальных
вибраторов, общее число которых равно 2040.
Большее плечо “Север–Юг” вытянуто вдоль мери-
диана и состоит из 1440 вибраторов, а его геометри-
ческие размеры составляют 1860 53 м.× Плечо
“Запад–Восток” с размерами 900 39.3× м вытя-
нуто вдоль параллели и имеет в своем составе
600 элементов. Все вибраторы ориентированы
в направлении запад–восток, поэтому УТР-2 мо-
жет регистрировать принимаемый сигнал только
как линейно поляризованное радиоизлучение.
Изменение положения диаграммы направленнос-
ти радиотелескопа осуществляется фазирова-
нием сигналов дискретными кабельными линиями
временных задержек, управляемыми с помощью
персонального компьютера. Фазирование сигналов
выполнено по многоэтажной (елочной) схеме
и проводится в UV-плоскости. Сигналы в антенне
“Запад–Восток” фазируются одним этажом фази-
рованияпо координате V и тремя этажами по коор-
динате U, а в решетке “Север–Юг” – одним эта-
жом по U и четырьмя этажами по V. Конструктив-
но схема фазирования и суммирования реализо-
вана таким образом, что перед последним этажом
фазирования плечо “Север–Юг” включает в себя
восемь секций, а плечо “Запад–Восток” – четыре
секции. Секции не имеют общих элементов и яв-
ляются структурно независимыми блоками. Для
компенсации потерь в антеннах и кабельных ли-
ниях коммуникаций применяется четырехярусная
трехполосная система антенного усиления сигна-
лов [9]. Существует возможность сканирования
радиоисточников пятью “карандашными” лучами
диаграммы направленности, равноразнесенными по
склонению. Пятилучевой режим диаграммы направ-
ленности радиотелескопа реализуется из сигналов
восьми секций антенны “Север–Юг” с помощью гиб-
ридных разветвителей, в которых они разделяются
на пять каналов, после чего происходит временная
задержка и суммирование сигналов каждого канала
восьми секций. В результате формируются пять “но-
жевых” лучей диаграммы направленности антенны
“Север–Юг”. Для получения “карандашных” лучей
сигналы каждого из пяти “ножевых” лучей пере-
множаются аналоговым или цифровым методом
(в последнем случае с помощью двухвходового
кросс-кореляционного цифрового приемника) с сиг-
налами на выходе антенны “Запад–Восток”. Угло-
вые размеры каждого луча на частоте 25 МГц рав-
ны 25 25′ ′× по склонению и прямому восхождению.
Наблюдения с помощью радиотелескопа УТР-2
проводятся в непрерывной полосе частот от 8
до 33 МГц. В зависимости от помеховой обста-
новки ее можно изменять. В качестве прием-
но-регистрирующего устройства применяется мно-
гоканальный (8192 канала) цифровой спектроана-
лизатор нового поколения DSPZ с шириной час-
тотного канала около 4 кГц [10]. Динамический
диапазон такого цифрового приемника более
90 дБ, что позволяет одновременно регистриро-
вать как относительно слабые сигналы (напри-
мер, континуальное излучение спокойного Солн-
ца), так и мощные события (разнообразные сол-
нечные всплески). Этот двухвходовый цифровой
приемник осуществляет быстрый фурье-анализ
принятого сигнала в реальном времени с получе-
нием двух автоспектров и кросс-корреляционно-
го комплексного спектра.
2.2. Ðàäèîòåëåñêîï ÓÐÀÍ-2
Антенная решетка УРАН-2 также была разрабо-
тана в Радиоастрономическом институте Нацио-
нальной академии наук Украины и входит в гло-
6 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012
А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко и др.
бальную всеукраинскую радиоинтерферометри-
ческую сеть УРАН [11]. Она находится на рас-
стоянии в 153 км от антенной системы УТР-2
вблизи села Степановка Полтавской области (ее
координаты: 49 38′° с. ш., 34 49′° в. д.).
Антенна радиотелескопа состоит из 512 турни-
кетных излучателей с геометрическими разме-
рами 238 118× м. Такая конфигурация излучате-
лей дает возможность одновременно регистри-
ровать две линейно поляризованные составляю-
щие сигнала радиоизлучения. Все элементы из-
лучателей расположены под углом 45± ° к мери-
диану и образуют 16 рядов, ориентированных
вдоль параллели, по 32 излучателя в каждом ряду.
Управление диаграммой направленности этой
антенны осуществляется тем же способом, что и
на радиотелескопе УТР-2, т. е. применяется ме-
тод временного фазирования сигналов с исполь-
зованием дискретных линий временной задерж-
ки по двум угловым координатам: cos sinl A= ε
и cos cosm A= ε (ε – угол места, А – азимут).
Для фазирования и суммирования сигналов ис-
пользуется многоэтажная схема. Она состоит из
трех этажей фазирования как по координате m,
так и по координате l. Структура антенного уси-
ления инструмента УРАН-2 в отличие от УТР-2
имеет меньшее число ярусов – два, и является
двухполосной с целью обеспечения максимально
возможной линейности характеристик усилителей
в рабочей полосе частот от 9 до 33 МГц. Перед
регистрацией сигналов в антенной системе ис-
пользуется два подхода. В первом из них приме-
няется гибридное устройство, на выходе которо-
го формируется сумма и разность сигналов вос-
точной и западной половин антенной решетки
УРАН-2. Этот режим использовался при наблю-
дениях, выполненных в летний период 2008 г.
Во втором случае применяется корреляционный
режим, т. е. перемножение сигналов восточной
и западной половин антенны УРАН-2. Такой ре-
жим был реализован в наблюдательной кампании
2009 г. Угловая ширина луча диаграммы направ-
ленности антенны составляет примерно 3.5 7°× °
на частоте 25 МГц.
Приемное устройство УРАН-2 состоит из двух
двухканальных супергетеродинных приемников
(чтобы проводить измерения на двух отдельных
частотах, например 20 и 25 МГц, в двух ортого-
нальных поляризациях) с одним преобразова-
нием частоты, промежуточной частотой 10.7 МГц
и полосой приема 200 300÷ кГц. Принятый сиг-
нал подается на 10-разрядный аналогово-цифро-
вой преобразователь (АЦП), содержащий 4 иден-
тичных канала преобразования сигнала. Далее ин-
терфейсный блок (стандартный интерфейс IDE)
позволяет проводить непрерывный ввод в компью-
тер тех данных, которые поступают от АЦП,
с потоком до 4 МБ/с. Программное обеспечение
этого комплекса регистрации сигналов выпол-
няет ряд полезных функций: устранение неравно-
мерности частотной характеристики приемника,
сужение полосы принятого сигнала до 250 кГц,
фильтрация узкополосных помех и др.
3. Íàáëþäåíèÿ è ðåçóëüòàòû
3.1. Íàáëþäåíèÿ êîíòèíóàëüíîãî
ðàäèîèçëó÷åíèÿ Ñîëíöà íà ÓÐÀÍ-2
Исследования континуального радиоизлучения
Солнца проводились на радиотелескопе УРАН-2
в летние месяцы 2008 и 2009 гг. Измерения
выполнялись одновременно на двух частотах: 20
и 25 МГц. Активные области на диске Солнца
в это время наблюдений отсутствовали.
Полученные в эксперименте на УРАН-2 дан-
ные были представлены в единицах, пропорцио-
нальных антенной температуре AT или видимой
плотности потока
2
2 ,A
A
kTS =
λ
где k – постоянная Больцмана, а λ – длина вол-
ны, на которой осуществлялись наблюдения.
Полная видимая плотность потока определяется
по формуле
d ,
C
AS S
Ω
= Ω∫
где CΩ – телесный угол источника радиоизлу-
чения.
В декаметровом диапазоне изменения наблю-
даемой полной плотности потока радиоизлучения
Солнца связаны не только с вариациями актив-
ности Солнца, но и с величиной затухания радио-
волн в ионосфере, а также с рефракцией их на
ионосферных неоднородностях. Средние величи-
ны ослабления плотности потока обычно учиты-
ваются при наблюдении мощного эталонного кос-
мического источника, положение на небесной
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 7
Особенности континуального излучения верхней короны Солнца в декаметровом диапазоне длин волн
сфере и время наблюдения которого должны быть
как можно ближе к положению и времени наблюде-
ния измеряемого объекта. В качестве такого ис-
точника был выбран хорошо известный радиоис-
точник Телец A (3С144). Полученные значения плот-
ности потока излучения этого источника составили
примерно 2870 Ян на частоте 25 МГц и 3430 Ян на
частоте 20 МГц, что хорошо согласуется с данны-
ми обзоров, полученных на УТР-2 и Винером [12].
С помощью УРАН-2 были получены длитель-
ные ряды ежедневных значений плотности пото-
ка радиоизлучения спокойного Солнца, фрагмент
наблюдений которых представлен на рис. 1. Здесь
видны части двух 10-минутных сканов. Заметно
различие значений плотности потока континуаль-
ного радиоизлучения Солнца в максимуме сканов.
Мы полагаем, что временные вариации плотнос-
ти потока радиоизлучения зависят скорее не столь-
ко от изменений излучения спокойного Солнца,
сколько от дискретности и асинхронности фази-
рования решетки УРАН-2. Этот эффект сущест-
венно уменьшается при усреднении ряда сканов.
При обработке результатов рассматривались
только те сканы спокойного Солнца, которые не
были искажены кратковременными всплесками
с длительностью, сравнимой с длиной скана,
и с интенсивностями равными и большими уров-
ня невозмущенного Солнца.
В течение наблюдательной кампании 2008–
2009 гг., после процедуры удаления помех, было
получено более 2500 отсчетов плотности потока
континуального радиоизлучения Солнца на час-
тоте 20 МГц и почти 3200 отсчетов на частоте
25 МГц. Усредненные значения составили 710
и 860 Ян соответственно для этих частот при
ошибке не более 18 %.± На рис. 2, а представ-
лены данные различных измерений плотности
потока спокойного Солнца, в том числе и резуль-
таты наблюдений на УРАН-2, показанные жир-
ными точками. Полученные значения плотности
потока спокойного Солнца на частоте 25 МГц
несколько ниже приведенных в работах [5] и [6].
Как уже отмечалось, наблюдения на радиоте-
лескопе УРАН-2 выполнялись в отсутствие ак-
тивных областей на диске Солнца, в то время
как в работе [5] указывается на возможный их
вклад в полученные значения. Как можно видеть
на рис. 2, а, результаты измерений УРАН-2 в
целом достаточно хорошо согласуются с данны-
ми наблюдений других авторов [1–3, 5, 6, 13–18].
Сплошная линия на этом графике представляет
аппроксимацию линейной зависимостью по всем
точкам. В итоге спектральный индекс радиоиз-
лучения спокойного Солнца в полосе частот
20 200÷ МГц равен 2.1 0.1,− ± что очень близко
к величине спектрального индекса длинноволно-
вого излучения черного тела. Это объясняется
тем, что угловые размеры источника растут с
увеличением длины волны, а его яркостная темпе-
ратура падает на достаточно больших высотах.
Максимальная яркостная температура bT рас-
считана из значений плотности потока невозму-
щенного Солнца по формуле, приведенной в [13]:
2
29
1 2
5.5 10 ,b
ST λ= ⋅
θ θ
(1)
где λ – длина волны в метрах; S – плотность по-
тока, 2 1Вт м Гц ;− −⋅ ⋅ 1θ и 2θ – экваториальные
и полярные размеры солнечной короны, угл. мин.
На частоте 25 МГц для эллиптичной короны
с размерами 57 41′ ′× [3] яркостная температу-
ра спокойного Солнца составила 52.9 10 К.⋅ Для
частоты 20 МГц достоверных (измеренных) дан-
Рис. 1. Фрагмент регистрации радиоизлучения спокойного Солнца 13 июля 2008 г. с помощью УРАН-2 на частоте 25 MГц
в полосе 250 кГц
8 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012
А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко и др.
ных о размере короны нам отыскать не удалось.
На рис. 3 приведены данные о полярных и эква-
ториальных размерах Солнца на частотах ниже
169 МГц из работ [1, 3, 6, 7, 14], в которых были
получены его двумерные изображения во время
минимальной фазы цикла активности. Экстрапо-
лируя эти данные, мы предполагаем, что на час-
тоте 20 МГц корона имеет размер 62 50 .′ ′× Тогда
значение яркостной температуры равно 52.7 10 К.⋅
На рис. 4 пунктирной линией показана частотная
зависимость яркостной температуры невозму-
щенного Солнца, построенная по данным работ
[1, 3, 6, 7, 14] (кружочки) и полученным нами
значениям (треугольники). Истинная (электрон-
ная) температура значительно выше – несколько
миллионов градусов. Полученное несоответствие
отражает тот эффект, что корона на низких час-
тотах является частично прозрачной, что будет
рассмотрено более подробно ниже.
3.2. Íàáëþäåíèÿ êîíòèíóàëüíîãî
ñîëíå÷íîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ íà ÓÒÐ-2
Исследования радиоизлучения спокойного Солн-
ца проводились с помощью антенной системы
УТР-2 в период с 4 по 6 сентября 2010 г. Для по-
лучения сканов континуального солнечного излу-
чения использовался пятилучевой режим диаграм-
мы направленности телескопа УТР-2. Средний
(третий) луч ориентировался на центр солнечного
Рис. 2. Низкочастотная часть спектра (метровый и дека-
метровый диапазон длин волн) радиоизлучения спокойного
Солнца: окружности – данные из работ [1–3, 5, 6, 13–18],
крестики – данные наблюдений на УТР-2, жирные точки –
результаты измерений на УРАН-2, сплошная линия – апп-
роксимация линейной зависимости 2.1( )−λ
Рис. 3. Полярный (- - -) и экваториальный (–––) угловые
размеры короны Солнца в зависимости от частоты по дан-
ным из работ [1, 3, 6, 7, 14]
Рис. 4. Частотная зависимость яркостной температуры
спокойного Солнца. Треугольниками обозначены данные,
полученные на радиотелескопе УРАН-2
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 9
Особенности континуального излучения верхней короны Солнца в декаметровом диапазоне длин волн
диска по склонению, а затем отворачивался от него
по часовому углу. Длительность каждого скана
составляла 30 мин. За это время солнечный диск,
благодаря вращению Земли, пересекал главный
лепесток диаграммы направленности телескопа.
За указанный период наблюдений было получено
более двадцати 30-минутных сканов. Измерения
были выполнены в полосе частот 16.5 33÷ МГц
с временным разрешением около 100 мс. На рис. 5
представлен пример амплитудно-временных про-
филей одного из сканов наблюдений радиоизлу-
чения Солнца вдоль направления солнечного эк-
ватора для разных частот. Величины плотности
потока принятого радиоизлучения определялись
с помощью калибровки по известным значениям
спектральной мощности генератора шума, а так-
же с использованием расчета эффективной пло-
щади антенной системы УТР-2 в зависимости
от положения Солнца на небесной сфере. Полу-
ченные профили хорошо аппроксимируются одно-
мерной функцией Гаусса. Следует отметить, что
на профилях присутствуют также интенсивные
солнечные всплески. Однако они наблюдались дос-
таточно редко и не искажали заметно форму ре-
гистрируемых профилей, что позволяло успешно
проводить их селекцию. Динамический диапазон
цифрового спектроанализатора DSPZ, используе-
мого в качестве приемно-регистрирующего бло-
ка, был вполне достаточен, чтобы проводить од-
новременные наблюдения континуального излуче-
ния Солнца и солнечных всплесков.
На рис. 2, б показаны интегральные значения
плотности потока радиоизлучения невозмущен-
ного Солнца по данным наблюдений на УТР-2,
а также представлены результаты других наблю-
дений в метровом–декаметровом диапазонах
длин волн. Проведенная аппроксимация линей-
ной зависимостью по всем точкам с помощью
метода наименьших квадратов позволила найти
спектральную зависимость плотности потока
радиоизлучения спокойного Солнца. В результа-
те спектральный индекс в полосе 18 200÷ МГц
равен 2.1 0.1,− ± что совпадает со значением ин-
декса, установленным по измерениям на УРАН-2.
При этом необходимо отметить, что исследова-
ния на радиотелескопе УТР-2 проводились в не-
прерывном диапазоне частот 16.5 33÷ МГц
в отличие от наблюдений на УРАН-2 на двух изо-
лированных частотах в узкой полосе. На графике
(см. рис. 2, а) нанесены 24 значения полного по-
тока континуального радиоизлучения, указанные
в работах [1–3, 5, 6, 13–18] в полосе частот
26 200÷ МГц, и лишь два значения по данным
УРАН-2 на частотах 20 и 25 МГц. Очевидно, что
многочастотные исследования являются более
информативными и эффективными.
В табл. 1 приведены средние интегральные
плотности потока радиоизлучения спокойного
Солнца на частотах 20 и 25 МГц, рассчитанные
по наблюдательным данным, полученным с по-
мощью антенной системы УРАН-2, а также для
сравнения результаты измерений на радиотелес-
копе УТР-2. На указанных частотах плотность
потока, измеренная на УТР-2, имеет бóльшие
значения. Это может быть следствием несколь-
ких факторов. Указанные в табл. 1 данные для
УРАН-2 представляют собой среднегодовые зна-
чения плотности потока континуального радиоиз-
лучения спокойного Солнца, а данные для УТР-2
получены за существенно более короткий период.
Рис. 5. Амплитудно-временные профили скана радиоизлучения короны спокойного Солнца, измеренного с помощью радио-
телескопа УТР-2 (5 сентября 2010 г.). Начало отсчета по оси времени соответствует 09:01:59 UT
10 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012
А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко и др.
Кроме того, на 2008–2009 гг. приходился ожидае-
мый минимум солнечной активности, а в 2010 г.
должна была наступить нарастающая фаза 11-лет-
него цикла. Однако, как известно, минимум пос-
леднего солнечного цикла был затянувшимся
и самым продолжительным с начала XX века.
Поэтому наблюдения 2010 г. показали, с одной
стороны, близость к минимальной фазе цикла
солнечной активности и в то же время тенден-
цию к росту активности.
Для расчета углового размера радиоизобра-
жения Солнца учитывалась форма диаграммы
направленности антенной решетки УТР-2. Кроме
того, как было показано на рис. 5, одномерные
сканы спокойного Солнца аппроксимируются
функцией Гаусса. Далее мы использовали хоро-
шо известную формулу для определения эквато-
риального диаметра солнечной короны [13]:
2 2 ,S o bθ = θ − θ
где Sθ – угловой размер источника (солнечной
короны), oθ – угловой размер одномерного про-
филя (скана), bθ – угловой размер главного лепес-
тка диаграммы направленности радиотелескопа.
Все значения угловых величин были определены
по уровню половинной мощности. При этом ве-
личина экваториального диаметра уменьшается
с нарастанием частоты (см. рис. 5), что соответст-
вует радиоизлучению короны спокойного Солнца
на плазменных частотах, отвечающих разным
высотам (слоям) солнечной короны.
На рис. 6 представлена частотная зависимость
угловой величины экваториального диаметра не-
возмущенного Солнца на частотах ниже 100 МГц.
Данные об угловом размере радиоизображения
спокойного Солнца в метровом – декаметровом
диапазонах длин волн являются крайне ограни-
ченными в силу упомянутых выше причин. Хотя
измеренные нами значения заметно варьируются,
после аппроксимации кривой (см. рис. 6) было
получено вполне удовлетворительное соотноше-
ние, которое описывается полиномом третьей
степени. Задача нахождения зависимости эква-
ториального диаметра солнечной короны от час-
тоты не является новой. Например, в работе [7]
были проведены наблюдения спокойного Солнца
на трех частотах: 30.9, 50.0 и 73.8 МГц. В резуль-
тате было установлено, что и полярный, и эквато-
риальный диаметры ( )D увеличиваются с пониже-
нием частоты ( )f по степенному закону ,D f α∼
где 0.26α = − для экваториального диаметра и
0.27α = − – для полярного. Можно предположить,
что такой вид зависимости является следствием
использования данных измерений только на не-
скольких доступных частотах.
Полученные нами значения экваториального
диаметра короны спокойного Солнца расширяют
наши представления о ней и составляют 2–3 ра-
диуса Солнца. Известно, что форма короны Солнца
в годы минимума 11-летнего цикла активности
представляет собой эллипс, вытянутый вдоль
солнечного экватора. Независимо и практически
одновременно эта особенность была обнаружена
как по результатам наблюдений солнечных зат-
мений в 1951 и в 1952 гг. на длине волны 177 см
[19], так и на основании интерферометрических
наблюдений в этот же период на длинах волн 1.4,
3.7 и 7.9 м [20]. Для характеристики соотноше-
ния полярного диаметра к экваториальному вво-
дится коэффициент эллиптичности распределе-
ния радиояркости солнечной короны. На частоте
25 МГц он оказывается равным примерно 0.72
[15], это значение учитывалось нами при расчете
полярного диаметра солнечной короны в полосе
16.5 33÷ МГц.
20 МГц 25 МГц
УРАН-2 2008 710 870
2009 700 860
УТР-2 2010 800 950
Радиотелескоп Год Поток, Ян
Таблица 1. Средние значения плотности потока
радиоизлучения спокойного Солнца
Рис. 6. Угловые величины экваториального диаметра коро-
ны Солнца в зависимости от частоты: окружности – дан-
ные других авторов, крестики – результаты измерений
на УТР-2, сплошная линия – интерполяция по всем точкам
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 11
Особенности континуального излучения верхней короны Солнца в декаметровом диапазоне длин волн
Моделирование радиоизлучения спокойного
Солнца в задачах астрофизики является сравни-
тельно простым случаем. Это обусловлено, во-
первых, тем, что такое это излучение имеет теп-
ловой характер. Во-вторых, сам механизм излу-
чения является тормозным (электронов на ионах)
в присутствии относительного слабого магнитно-
го поля. Электроны в данном случае находятся в
состоянии локального термодинамического рав-
новесия, а, значит, функция источника излучения
выражается через функцию Планка. Поэтому
можно применить приближение Рэлея–Джинса
и выразить интенсивность излучения через ярко-
стную температуру ,bT а функцию Планка –
через электронную температуру .eT В таком слу-
чае уравнение переноса излучения принимает вид
0
( ) d ,x
b eT T x e x
τ
−= ∫
где ( )eT x – распределение электронной темпера-
туры вдоль луча зрения, τ – оптическая толща.
В короне (особенно в верхней ее части) электрон-
ная температура практически не изменяется.
Поэтому можно использовать более простое вы-
ражение
(1 ),b eT T e−τ= − (2)
в котором оптическая толща определяется из со-
отношений [21]:
0
d ,
s
K sτ = ∫
2
2 3 2
0.16 ,eNK
f nT
=
2
21 .pf
n
f
= − (3)
Интегрирование в (3) проводится вдоль сум-
марной длины пути, пройденного лучом; K – линей-
ный коэффициент поглощения; eN – электронная
плотность; f – частота наблюдения; n – показа-
тель преломления; eT – электронная температура;
pf – плазменная частота. Если оптическая толща
большая ( ( ) 1),fτ и, следовательно, ( ) 1,fe−τ
то плазма считается практически непрозрачной
для радиоволн. В противном случае ( ( ) 1)fτ
и она становится почти прозрачной средой.
Расчеты показывают, что солнечная корона бу-
дет оптически толстой средой на низких часто-
тах ( 2.5 м)λ > [22, 23]. Проведенная оценка
на длине волны 12 м – (25 МГц) 11,τ ≈ и, следо-
вательно 11 510e− −≈ – является этому подтверж-
дением. Таким образом, согласно формуле (2)
экспериментально полученные значения яркост-
ной температуры должны быть приближенно
равны электронной температуре .b eT T≈ Однако
наблюдаемые значения bT на разных длинах волн
в метровом и декаметровом диапазонах
не совпадают с eT и практически всегда оказы-
ваются заметно ниже, чем 610 К,eT ≈ примерно
на порядок. Такое несоответствие известно дав-
но и часто упоминается в работах по исследо-
ванию континуального излучения спокойного
Солнца [5, 13, 14, 21, 23–27]. Предлагаются раз-
личные тому объяснения, но единой точки зре-
ния по этому вопросу пока нет.
Для определения яркостной температуры сол-
нечной короны мы пользовались формулой (1).
Рассчитанные значения на частотах 20 и 25 МГц
составляют 51.91 10⋅ и 52.26 10⋅ К соответствен-
но и примерно на 30 % меньше значений, полу-
ченных в результате наблюдений на УРАН-2
5(2.7 10⋅ и 52.9 10 К).⋅ Возможно, такой резуль-
тат является следствием того, что угловые раз-
меры короны Солнца в этом диапазоне частот
были получены из анализа данных измерений
на радиотелескопе УТР-2, а не с помощью про-
цедуры интерполяции по уже известным значе-
ниям, которые наблюдались на более высоких
частотах с помощью других инструментов и в
других экспериментальных условиях. При этом
следует заметить, что экваториальный диаметр
после обработки одномерных сканов, получен-
ных на УТР-2 в полосе 16.5 33÷ МГц, прини-
мает значения, которые достаточно хорошо сог-
ласуются с данными других авторов на часто-
тах ниже 100 МГц (см. рис. 6). Как можно ви-
деть, кинетическая температура электронов ока-
зывается значительно выше полученных вели-
чин яркостной температуры как по результатам
измерений на УТР-2, так и на УРАН-2. В лите-
ратуре для объяснения этого эффекта делает-
ся предположение о рассеянии радиоволн на
корональных неоднородностях [13, 28–30], что
приводит к частичной прозрачности короны.
При этом понижается яркостная температура
и увеличиваются угловые размеры короны
Солнца. Поскольку такое рассеяние пропорцио-
нально квадрату длины волны, оно дает более
заметный вклад на низких частотах, чем на вы-
соких. Следует также упомянуть, что, к сожа-
12 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012
А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко и др.
лению, эта гипотеза не приводит к полному со-
гласию между теоретическими расчетами и экс-
периментальными данными, поэтому в работах
[14, 15, 24] можно встретить другие точки зре-
ния на эту проблему.
4. Âûâîäû
В работе получены значения плотности потока кон-
тинуального радиоизлучения Солнца по наб-
людениям в декаметровом диапазоне волн в те-
чение летних сезонов 2008–2009 гг. на антенной си-
стеме УРАН-2 и в летне-осенний период 2010 г.
по наблюдениям на радиотелескопе УТР-2.
По данным, полученным на УРАН-2 и УТР-2,
был найден спектральный индекс, который в по-
лосе частот 16.5 200÷ МГц принимает значение
2.1 0.1.− ± Значения яркостной температуры ко-
роны спокойного Солнца в этом диапазоне частот
заметно ниже ее электронной температуры, что
указывает на ее частичную прозрачность. Угло-
вые размеры экваториального диаметра радио-
изображения Солнца в непрерывной полосе
16.5 33÷ МГц были найдены по результатам наб-
людений на радиотелескопе УТР-2 и составляют
в среднем от 90 до 65 угловых минут.
В настоящее время наблюдения континуаль-
ного радиоизлучения спокойного Солнца на ра-
диотелескопах УТР-2 и УРАН-2 продолжаются.
Это позволит исследовать изменения радиоизлу-
чения невозмущенного (или слабо возмущенно-
го) Солнца на разных фазах солнечного цикла.
Построение радиоизображения солнечной коро-
ны и исследование его динамики на декаметро-
вых волнах на крупнейших радиотелескопах по-
зволят уточнить физические модели солнечной
короны [31, 32] и выявить специфические процес-
сы в ней. Результаты наблюдений, представлен-
ные в этой работе, дают возможность более точ-
но определить плотность потока континуального
излучения Солнца в декаметровом диапазоне длин
волн, что не удавалось сделать ранее. Этому
способствует, в частности, применение двух раз-
личных антенн, работающих в одном и том же
диапазоне волн.
Авторы благодарны В. А. Шепелеву и Н. Н. Ка-
линиченко за полезные замечания, а также
Я. В. Мирошниченко за разработку программ-
ного обеспечения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
01. Leblanc Y. and Le Squeren A. M. Dimensions, Temperature
and Electron Density of the Quiet Corona. Their Variations
during the Solar Cycle // Astron. Astrophys. – 1969. –
Vol. 1. – P. 239–248.
02. Lantos P. and Avignon Y. The Metric Quiet Sun during Two
Cycles of Activity and the Nature of the Coronal Holes //
Astron. Astrophys. – 1975. – Vol. 41, No. 2. – P. 137–142.
03. Bazelyan L. L., Braude S. Ya., and Men’ A. V. Scattering of
the Decameter Radio Emission of the Crab Nebula by the
Solar Corona // Sov. Astron. – 1970. – Vol. 14, No. 1. –
P. 153–162.
04. Cronyn W. M. and Erickson W. C. The Flux and Bright-
ness Distribution of the Sun at 26.3 Mc/sec // Astron. J. –
1965. – Vol. 70. – P. 672.
05. Erickson W. C., Gergely T. E., Kundu M. R., and Maho-
ney M. J. Determination of the Decameter Wavelength
Spectrum of the Quiet Sun // Sol. Phys. – 1977. – Vol. 54,
No. 1. – P. 57–63.
06. Kundu M. R., Gergely T. E., and Erickson W. C. Obser-
vations of the Quiet Sun at Meter and Decameter
Wavelengths // Sol. Phys. – 1977. – Vol. 53, No. 2. –
P. 489–496.
07. Gergely T. E., Gross B. D., and Kundu M. R. The Dia-
meter of the Sun at Decameter Wavelengths // Sol. Phys. –
1985. – Vol. 99, No. 1-2. – P. 223–231.
08. Брауде С. Я., Мень А. В., Содин Л. Г. Радиотелескоп
декаметрового диапазона волн УТР-2 // Антенны. – М.:
Связь. – 1978. – Вып. 26. – С. 3–15.
09. Абранин Э. П., Брук Ю. М., Захаренко В. В., Коно-
валенко А. А. Структура и параметры новой систе-
мы антенного усиления радиотелескопа УТР-2 // Радио-
физика и радиоастрономия – 1997. – Т. 2, № 1. –
С. 95–102.
10. Ryabov V. B., Vavriv D. M., Zarka P., Ryabov B. P., Ko-
zhin R., Vinogradov V. V., and Denis L. A low-noise,
high-dynamic-range, digital receiver for radio astronomy
applications: an efficient solution for observing radio-bursts
from Jupiter, the Sun, pulsars, and other astrophysical
plasmas below 30 MHz // Astron. Astrophys. – 2010. –
Vol. 510. – P. 16–28.
11. Brazhenko I., Bulatsen V. G., Vashchishin R. V., Frant-
suzenko A. V., Konovalenko A. A., Falkovich I. S., Abra-
nin E. P., Ulyanov O. M., Zakharenko V. V., Lecacheux A.,
and Rucker H. O. New Decameter Radiopolarimeter
URAN-2 // Kinematika i Fizika Nebesnykh Tel. Suppl. –
2005. – Vol. 5. – P. 43–46.
12. Viner M. R. and Erickson W. C. 26.3-MHz radio source
survey. II. Radio source positions and fluxes // Astron. J. –
1975. – Vol. 80, No. 11. – P. 931–954.
13. Aubier M., Leblanc Y., and Boischot A. Observations of the
Quiet Sun at Decameter Wavelengths – Effects of Scatte-
ring on the Brightness Distribution // Astron. Astrophys. –
1971. – Vol. 12. – P. 435–441.
14. Ramech R. Low Frequency Radio Emission from the
“Quiet” Sun // J. Astrophys. Astr. – 2000. – Vol. 21,
No. 3–4. – P. 237–240.
15. Абранин Э. П., Базелян Л. Л. Декаметровое излучение спо-
койного Солнца: Препр. / Институт радиофизики и элект-
роники АН УССР; № 304. – Харьков: 1986. – 32 c.
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 13
Особенности континуального излучения верхней короны Солнца в декаметровом диапазоне длин волн
<http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/
Public/19/064/19064995.pdf>.
16. Borkowski K. The quiet Sun brightness temperature
at 127 MHz // Sol. Phys. – 1982. – Vol. 81, No. 2. –
P. 207–215.
17. Fokker A. D. The electron temperature of the solar corona
as derived from radio observations // Bull. Astr. Inst. Nether-
lands. – 1966. – Vol. 18. – P. 359–366.
18. Subramanian K. R. and Sastry Ch. V. The Low-Frequency
Radio Spectrum of the Continuum Emission from the un-
disturbed Sun // J. Astrophys. Astr. – 1988. – Vol. 9,
No. 4. – P. 225–229.
19. Denisse J. F., Blum E. J., and Steinberg J. L. Radio Obser-
vations of the Solar Eclipses of September 1, 1951, and
February 25, 1952 // Nature. – 1952. – Vol. 170, Iss. 4318. –
P. 191–192.
20. O’Brien P. A. The distribution of radiation across the solar
disk at metre wave-lengths // Mon. Not. R. Astron. Soc. –
1953. – Vol. 113. – P. 597–612.
21. Thejappa G., and Kundu M. K. Unusually low coronal
radio emission at the solar minimum // Sol. Phys. – 1992. –
Vol. 140, No. 1. – P. 19–39.
22. Sheridan K. V. and Dulk G. A. Radio observations of
coronal holes // Proc. of Symp. “Solar and interplanetary
dynamics”. – Cambridge, Mass. (USA) – 1979. – P. 37–43.
23. Sastry Cr. V. Observations of the Continuum Radio Emis-
sion from the Undisturbed Sun at a Wavelength of 8.7 Me-
ters // Sol. Phys. –1994. – Vol. 150, No. 1–2. – P. 285–294.
24. Subramanian K. R. Brightness temperature and size of the
quiet Sun at 34.5 MHz // Astron. Astrophys. – 2004. –
Vol. 426. No. 1. – P. 329–331.
25. Sastry Ch. V., Dwarkanath K. S., Shevgaonkar R. K., and
Krishan V. Observations and interpretation of the slowly
varying component of solar radio emission at decameter
wavelengths // Sol. Phys. – 1981. – Vol. 73, No. 2. –
P. 363–377.
26. Sastry Ch. V., Shevgaonkar R. K., and Ramanuja M. N.
Observations on the slowly varying component of solar
radio emission at decameter wavelengths // Sol. Phys. –
1983. – Vol. 87, No. 2. – P. 391–399.
27. Sheridan K. V. Radio observations of the structure of the
solar corona // Proc. Astron. Soc. Aust. – Vol. 1. – 1970. –
P. 304–305.
28. Fokker A. D. Coronal scattering of radiation from solar
radio sources // Bull. Astron. Inst. Netherlands. – 1965. –
Vol. 18. – P. 111–124.
29. Steinberg J. L., Aubier-Giround M., Leblanc Y., and Boi-
schot A. Coronal scattering, absorption and refraction of
solar radio-bursts // Astron. Astrophys. – 1971. – Vol. 10,
No. 3. – P. 362–376.
30. Thejappa G. and MacDowall R. J. Effects of scattering on
radio emission from the quiet Sun at low frequencies //
Astrophys. J. – 2008. – Vol. 676, Is. 2. – P. 1338–1345.
31. Mann G., Jansen F., MacDowall R. J., Kaiser M. L., and
Stone R. G. A heliospheric density model and type III
radiobursts // Astron. Astrophys. – 1999. – Vol. 348,
No. 2. – P. 614–620.
32. Newkirk G. The Solar Corona in Active Regions and the
Thermal Origin of the Slowly Varying Component of Solar
Radio Radiation // Astrophys. J. – 1961. – Vol. 133. –
P. 983–1013.
А. І. Браженко1, А. О. Коваль2, О. О. Коноваленко2,
О. О. Станіславський 2, Е. П. Абранін 2,
В. В. Доровський 2, В. М. Мельник 2, Р. В. Ващишин1,
А. В. Французенко1, О. В. Борисюк 1
1Полтавська гравіметрична обсерваторія Інституту
геофізики ім. Субботіна НАН України,
вул. Мясоєдова, 27/29, м. Полтава, 36029, Україна
2Радіоастрономічний інститут НАН України,
вул. Червонопрапорна, 4, м. Харків, 61002, Україна
ОСОБЛИВОСТІ КОНТИНУАЛЬНОГО
ВИПРОМІНЮВАННЯ ВЕРХНЬОЇ КОРОНИ СОНЦЯ
У ДЕКАМЕТРОВОМУ ДІАПАЗОНІ ДОВЖИН ХВИЛЬ
Надаються результати досліджень радіовипромінювання
спокійного Сонця у декаметровому діапазоні довжин хвиль.
Спостереження виконані за допомогою антени УРАН-2
в літні сезони 2008–2009 рр. на частотах 20 і 25 МГц
у смузі 250 кГц та на радіотелескопі УТР-2 в літньо-осінній
період 2010 р. у смузі частот 16.5 33.0÷ МГц у режимі
одномірного геліографа. Усереднені значення щільності
потоку випромінювання спокійного Сонця за даними
вимірів на УРАН-2 становлять 860 Ян на 25 МГц та 710 Ян
на 20 МГц. Величини інтегральної щільності потоку вип-
ромінювання за вимірами на радіотелескопі УТР-2 для цих
частот склали 950 і 800 Ян відповідно. Спектральний індекс
у діапазоні частот 16.5 200÷ МГц з урахуванням спосте-
режень на інструментах УТР-2 та УРАН-2 виявився одна-
ковим і становить 2.1 0.1.− ± Визначено кутові значення
екваторіального діаметру сонячної корони за результата-
ми спостережень на УТР-2. Вони добре узгоджуються
зі значеннями, відомими для континуального випромі-
нювання Сонця на вищих частотах. Показано ефективність
скоординованого (або одночасного) використання різних те-
риторіально рознесених радіотелескопів, що мають співпа-
даючий діапазон частот.
A. I. Brazhenko1, A. A. Koval 2, A. A. Konovalenko 2,
A. A. Ѕtaniѕlavѕky 2, E. P. Abranin 2, V. V. Dorovskyy 2,
V. N. Melnik 1, R. V. Vashchishin 1, A. V. Frantzusenko 1,
and O. V. Borysyuk 1
1Poltava Gravimetric Observatory, S. Subotin Institute
of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine,
27/29, Miasoiedov St., Poltava, 36029, Ukraine
2Institute of Radio Astronomy, National Academy
of Sciences of Ukraine,
4, Chervonopraporna St., Kharkiv, 61002, Ukraine
PECULIARITY OF CONTINUUM EMISSION
FROM UPPER CORONA OF THE SUN
AT DECAMETER WAVELENGTHS
The results of investigations of the quiet Sun radio emission
at decameter wavelengths are suggested. The observations
have been made with the URAN-2 antenna array in summer
seasons of 2008-2009 at 20 and 25 MHz within 250 kHz band-
width together with the UTR-2 radio telescope in the summer-
autumn period of 2010 at 16.5 to 33.0 MHz in the mode of one-
14 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012
А. И. Браженко, А. А. Коваль, А. А. Коноваленко и др.
dimensional heliograph. The average values of flux density of the
quiet Sun corona according to URAN-2 measurements is equal
to 860 Jy at 25 MHz and 710 Jy at 20 MHz. The values of
integral flux density from UTR-2 measurements for these fre-
quencies are 950 and 800 Jy, respectively. The URAN-2 and
UTR-2 measured data as respects the spectral index within
16.5 200÷ MHz have shown it to be the same and equal
to 2.1 0.1.− ± The angular sizes of equatorial diameter of solar
corona have been determined from the UTR-2 observations.
The results yielded are in good agreement with the values known
for the continuum radiation from the solar corona at higher fre-
quencies. The efficiency of simultaneous application of dif-
ferent geographically spaced radiotelescopes with coincident fre-
quency range is shown, too.
Статья поступила в редакцию 03.11.2011
|