ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ПОЛНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА И ЕГО КОМПОНЕНТ В АКТИВНЫХ ОБЛАСТЯХ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ВСПЫШЕЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Задачей исследования является анализ динамики полного электрического тока и его составляющих — вертикального и горизонтального электрических токов — в активных областях (АО) с разным уровнем вспышечной продуктивности. Для расчета величины электрического тока в работе использованы данные инструмента Helioseismic and Magnetic Imager (HMI/SDO) о пространственном распределении на уровне фотосферы Солнца компонент вектора магнитного поля. Исследованы 73 АО 24-го цикла солнечной активности. Мониторинг каждой области осуществлялся в пределах ±35° относительно центрального солнечного меридиана, что соответствует временному интервалу в 3–5 суток. Выявлен ряд особенностей поведения электрических токов в АО. В частности, показано, что: 1) абсолютные значения плотности полного электрического тока в большинстве рассмотренных случаев определяются горизонтальным электрическим током, плотность которого в 1.5–4.5 раза больше плотности вертикального тока; 2) в 9 АО (12% анализируемой выборки) выявлены временные интервалы, на протяжении которых средняя беззнаковая плотность вертикального электрического тока примерно равна или превышает значения средней беззнаковой плотности горизонтального электрического тока; 3) в АО NOAA 11158 и 12673, в которых за время мониторинга зафиксировано дополнительное всплытие магнитного потока, зафиксировано увеличение вертикального, горизонтального и полного электрического тока за 18–20 часов до первых вспышек высоких рентгеновских классов; время нарастания параметров электрического тока существенно меньше временного интервала нарастания суммарного беззнакового магнитного потока АО; 4) наиболее высокие абсолютные значения плотности полного электрического тока зафиксированы в АО со средней вспышечной продуктивностью.

Об авторах

Ю. А. Фурсяк

Крымская астрофизическая обсерватория РАН (КрАО РАН)

Email: yuriy_fursyak@mail.ru
п. Научный, Крым, Россия

Список литературы

  1. Абраменко В.И., Гопасюк С.И. Система электрических токов и структура магнитного поля активной области // Изв. Крымск. астрофиз. обс. Т. 76. С. 147–168. 1987.
  2. Жукова А.В. Каталог активных областей 24-го цикла // Изв. Крымск. астрофиз. обс. Т. 114. № 2. С. 74–86. 2018.
  3. Иошпа Б.А., Могилевский Э.И. Магнитограф ИЗМИРАН для определения продольной составляющей магнитных полей активных областей // Солнечная активность. № 2. 1965.
  4. Котов В.А. Магнитное поле и электрические токи униполярного солнечного пятна // Изв. Крымск. астрофиз. обс. Т. 41–42. С. 67–88. 1970.
  5. Кузнецов Д.А., Куклин Г.В., Степанов В.Е. Солнечный магнитограф и регистратор лучевых скоростей // Результаты наблюдений и исследований в период МГСС. Вып. 1. 1966.
  6. Северный А.Б. О магнитных полях на разных глубинах солнечной атмосферы // Астрономический журнал. Т. 43. № 3. С. 465–479. 1966.
  7. Степанов В.Е., Северный А.Б. Фотоэлектрический метод измерения величины и направления магнитного поля на поверхности Солнца // Изв. Крымск. астрофиз. обс. Т. 28. С. 166–193. 1962.
  8. Фурсяк Ю.А. Полный электрический ток в активных областях с разным уровнем вспышечной продуктивности: первые результаты // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. Т. 120. № 4. С. 46–55. 2024.
  9. Abramenko V.I. Relationship between magnetic power spectrum and flare productivity in solar active regions // Astrophys. J. V. 629. Issue 2. P. 1141–1149. 2005.
  10. Abramenko V.I. Spectrum of Magnetic Dissipation and Horizontal Electric Currents in the Solar Photosphere // eprint arXiv:0806.1547. 2008.
  11. Abramenko V.I. Signature of the turbulent component of the solar dynamo on active region scales and its association with flaring activity // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. V. 507. Issue 3. P. 3698–3706. 2021.
  12. Abramenko V.I., Zhukova A.V., Kutsenko A.S. Contributions from different-type active regions into the total solar unsigned magnetic flux // Geomagnetism and Aeronomy. V. 58. Issue 8. P. 1159–1169. 2018.
  13. Alfven H., Carlquist S.P. Currents in the Solar Atmosphere and a Theory of Solar Flares // Solar Physics. V. 1. Issue 2. P. 220–228. 1967.
  14. Bakunina I.A., Melnikov V.F., Shain A.V., Kuznetsov S.A., Abramov-Maximov V.E. Spatial Position of Magnetic Flux Ropes in Flare Active Regions with and without Coronal Mass Ejections // Geomagnetism and Aeronomy. V. 64. No. 8. P. 1237–1249. 2024.
  15. Bobra M.G., Sun X., Hoeksema J.T., et al. The Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) vector magnetic field pipeline: SHARPs – Space-Weather HMI Active Region Patches // Solar Phys. V. 289. Issue 9. P. 3549–3578. 2014.
  16. Fursyak Yu.A. Vertical Electric Currents in Active Regions: Calculation Methods and Relation to the Flare Index // Geomagnetism and Aeronomy. V. 58. Issue 8. P. 1129–1135. 2018.
  17. Fursyak Yu.A., Abramenko V.I. Possibilities for Estimating Horizontal Electrical Currents in Active Regions on the Sun // Astrophysics. V. 60. Issue 4. P. 544–552. 2017.
  18. Fursyak Yu.A., Abramenko V.I., Kutsenko A.S. Dynamics of Electric Current’s Parameters in Active Regions on the Sun and Their Relation to the Flare Index // Astrophysics. V. 63. Issue 2. P. 260–273. 2020.
  19. Hofmann A., Staude J. Electric current density in the sunspot photosphere derived from vector magnetograms // Publications of the Astronomical Institute of the Czechoslovak Academy of Sciences. V. 66. P. 105–107. 1987.
  20. Ji H.S., Song M.T., Li X.Q., Hu F.M. Estimating Horizontal Electric Current in Solar Active Regions // Solar Physics. V. 182. Issue 2. P. 365–379. 1998.
  21. Kotov V.A. On the Structure of Magnetic Field and Electric Currents of a Unipolar Sunspot // Solar Magnetic Fields. IAU Symposium. V. 43. P. 212–219. 1971.
  22. Livingston W.C. Magnetograph Observations of the Quiet Sun. I. Spatial Description of the Background Fields // Astrophysical Journal. V. 153. P. 929–942. 1968.
  23. Melnikov V.F., Meshalkina N.S. Contraction Effect of Coronal Loops during the Flare of February 24, 2023 // Geomagnetism and Aeronomy. V. 64. No. 8. P. 1381–1385. 2024.
  24. Nechaeva A.B., Zimovets I.V., Zubik V.S., Sharykin I.N. Evolution of Characteristics of Vertical Electric Current and Magnetic Field in Active Regions of the Sun and Their Relation to Powerful Flares // Geomagnetism and Aeronomy. V. 64. No. 2. P. 150–171. 2024.
  25. Pesnell W.D., Thompson B.J., Chamberlin P.C. The Solar Dynamics Observatory (SDO) // Solar Phys. V. 275. Issue 1–2. P. 3–15. 2012.
  26. Scherrer P.H., Schou J., Bush R.I., et al. The Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) investigation for the Solar Dynamics Observatory (SDO) // Solar Phys. V. 275. Issue 1–2. P. 207–227. 2012.
  27. Severnyi A.B. The Nature of Solar Magnetic Fields (The Fine Structure of the Field) // Soviet Astronomy. V. 9. No. 2. P. 171–182. 1965.
  28. Solov’ev A.A. Flare filament with the force free structure of the magnetic field // Geomagnetism and Aeronomy. V. 64. No. 7. P. 188–194. 2024.
  29. Solov’ev A.A. Force free magnetic flux rope with high electric current density on the axis // Astronomical Reports. V. 68. No. 6. P. 601–609. 2024.
  30. Solov’ev A.A., Kirichek E.A. Magnetic Flux Ropes with a Current Shell As Flaring Solar Structures // Astronomy Letters. V. 50. No. 9. P. 584–592. 2024.
  31. Sun X., Hoeksema J.T, Liu Y., Wiegelmann T., Hayashi K., Chen Q., Thalmann J. Evolution of Magnetic Field and Energy in a Major Eruptive Active Region Based on SDO/HMI Observation // Astrophysical Journal. V. 748. Article id. 77. 2012.
  32. Rayrole J., Semel M. Evaluation of the electric current in a sunspot by the study of the observed transverse component of the magnetic field // Astron. Astrophys. V. 6. P. 288–293. 1970.
  33. Wang R., Liu Y.D., Hoeksema J.T., Zimovets I.V., Liu Y. Roles of Photospheric Motions and Flux Emergence in the Major Solar Eruption on 2017 September 6 // Astrophysical Journal. V. 869. Article id. 90. 2018.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).