Течения и осцилляции

Движение плазмы на поверхности

Видимая поверхность Солнца (фотосфера) находится в постоянном движении. Во-первых, Солнце вращается, причем с разной скоростью на разных широтах (так называемое дифференциальное вращение). Это вращение дает наибольший вклад в скорость движения плазмы - около 2000 м/сек на экваторе. Во-вторых, на фотосфере Солнца происходит конвекция плазмы с амплитудой около 300 м/сек и, наконец, наблюдаются меридиональные течения вещества, направленные от экватора к полюсам. Эти течения дают наименьший вклад в скорость плазмы - только около 20 м/сек. Независимо от скорости, все эти компоненты играют роль в физике фотосферных процессов и, возможно, оказывают влияние на 11-летний цикл солнечной активности.

Современные данные о течениях на поверхности Солнца предоставляют инструменты Global Oscillation Network Group (GONG) и Michelson Doppler Imager (MDI) на борту станции SOHO. Оба этих инструмента определяют скорость движения плазмы путем измерения Допплеровского смещения спектральных линий.

Течения и осцилляции на поверхности Солнца

Одной из основных задач, которая решается по данным GONG и MDI, является разделение различных компонент движения плазмы, в частности отделение компоненты скорости, связанной с течениями плазмы от компоненты, вызванной осцилляциями солнечной поверхности. Для того, чтобы убрать с изображений шум, связанный с осцилляциями, серии изображений усредняют по времени. Пример такого усреднения семнадцати изображений GONG, полученных с шагом 1 минута показан на рисунке.

Эти усредненные изображения затем анализируются с целью отделить компоненту движения, связанную с вращением Солнца, от компонент, связанных с конвекцией и с меридиональными течениями. Ниже демонстрируется пример такого анализа, проведенный на основе наблюдений солнечной вспышки от 25 мая 1995 года. В результате ее исследования удалось определить все три компоненты движения. Во-первых, получена картина дифференциального вращения плазмы на поверхности Солнца, во-вторых определены направления и скорости меридиональных течений плазмы, и наконец восстановлена картина супергрануляции, связанная с конвекцией.

Данные SOHO/MDI предоставляют еще более прекрасную информация о конвективных движениях вещества в гранулах и супергранулах на солнечной поверхности. Пример таких наблюдений, проведенных 24 мая 1996 года, показан на рисунке. Данный инструмент может также работать в режиме высокого разрешения с трехкратным увеличением. Это дает возможность разглядеть даже тонкую структуру конвективных и осцилляционных течений.