Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Rudnickij/3.htm
Дата изменения: Fri May 11 04:51:51 2007 Дата индексирования: Mon Oct 1 19:58:44 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п |
3.1. Радиоизлучение спокойного Солнца
3.3. Спорадическое радиоизлучение Солнца
Основной механизм радиоизлучения спокойного Солнца - тормозное излучение полностью ионизованного газа солнечной короны и хромосферы.
Излучение фотосферы в радиодиапазоне недоступно для наблюдений из-за сильного поглощения в хромосфере. Оптическая глубина хромосферы по тормозному поглощению равна 780 и 3×107 для излучения с длиной волны 1 см и 1.50 м соответственно. Лишь в субмиллиметровой области (l~100 мкм) хромосфера становится прозрачной.
Граница между хромосферой
и короной находится на расстоянии от центра Солнца, что
соответствует высоте 28000 км над поверхностью фотосферы. В то же время
оптическая глубина короны равна единице на волне 120 см. Таким образом, на
метровых и более длинных волнах наблюдается только радиоизлучение короны, а на
дециметровых и более коротких появляется вклад хромосферы. По этой причине
угловой размер источника радиоизлучения, связанного с Солнцем, на метровых и
дециметровых волнах значительно больше видимого диска.
Магнитное поле в короне не превышает одного Гаусса. Следовательно, электронная
гирочастота значительно меньше частоты излучения в любом диапазоне наблюдаемого
спектра, поэтому двулучепреломление и разница между обыкновенной и
необыкновенной волнами не существенны.
Температура короны Ткор в
среднем порядка нескольких миллиона градусов. В хромосфере наблюдается сильный
градиент температуры: от 7000 K до
20000 K, в среднем - 104
K. Можно представить в простейшем варианте радиоизлучение короны двухслойной
моделью, в соответствии с решением уравнения переноса (1.9). В этой модели
яркостная температура в направлении центра видимого диска Солнца складывается
из ослабленного короной излучения хромосферы с температурой Tхром (оно рассматривается как фоновое излучение) и из излучения короны с
учетом самопоглощения:
(3.1)
Оптическая глубина короны tкор в направлении на центр солнечного диска определяется интегралом
(3.2)
Мера эмиссии солнечной
короны в направлении на центр диска составляет
около 3×1026 см-5. Распределение
электронной концентрации по высоте в короне можно представить формулой
N (r)
= 108 (1.5 r-6 + 3 r-16) см-3, (3.3)
где r выражено в радиусах Солнца. Эта
формула связывает шкалу высот в солнечной короне с нелинейной шкалой
электронных концентраций. Для коротких волн
Tb = Tхром
+ Tкорtкор.
На волнах, где корона практически прозрачна (tкор < 1), имеется поярчение к краю (а не потемнение, как в оптическом
диапазоне) - правда, не на самом краю, а ближе к центру (тем ближе, чем больше
длина волны); это объясняется неизотермичностью короны. На длинах волн свыше
~1.2 м, где оптическая глубина короны больше единицы, все радиоизлучение уже
определяется только короной. Отсутствие заметного вклада от более холодной
хромосферы приводит к тому, что нет усиления яркости к краю. Радиоизофоты
короны имеют несколько эллиптическую форму, что является следствием
несферичности короны.
На рис. 3.1 даны распределения яркостной температуры солнечной короны для разных длин волн. Очевиден эффект
снижения яркостной температуры с ростом l.
Рефракция радиоволн в короне. Для каждой частоты существует критическое значение электронной концентрации Nкр, при котором коэффициент преломления корональной плазмы равен нулю. Значение Nкр соответствует некоторому уровню в короне , определяемому зависимостью (3.3). Этот уровень является как бы зеркалом для радиоволн, из-под него радиоизлучение выйти к наблюдателю не может. С другой стороны, в короне существует уровень, до которого на луче зрения наблюдателя оптическая глубина короны по тормозному поглощению (3.2) равна единице, согласно (3.3), ему соответствует некоторое значение электронной концентрации Nt=1. При преобладании тормозного механизма основная часть