Дифференциальное вращение солнечных структурных образований по наблюдениям в линии He I λ1083 нм

Зелык, ЯИ, Степанян, НН, Андреева, ОА
Косм. наука технол. 2009, 15 ;(1):044-056
https://doi.org/10.15407/knit2009.01.044
Язык публикации: русский
Аннотация: 
С применением методов спектрального анализа оценены такие характеристики дифференциального вращения трех типов солнечных структур, наблюдаемых в верхней хромосфере, в десятиградусных широтных зонах в характерных интервалах периодов в трех последних циклах активности Солнца: 1) значимые стационарные периодические составляющие вращения в трех циклах; 2) временные изменения периодических составляющих вращения на разных широтах в пределах каждого цикла по результатам спектрального анализа в скользящем временном окне длиной 1 год со сдвигом на полгода на всем 26-летнему интервале наблюдений. Установлено, что для всех широтных распределений всех типов структур суммарная мощность процессов в каждом из нескольких интервалов значимых периодов вращения меняется со временем как в течение каждого цикла, так и от цикла к циклу. Суммарная мощность процессов для активных участков с пятнами и флокул существенно отличается на высоких широтах и близка к совпадению на низких. Изменения суммарной мощности с широтой для корональных дыр существенно отличаются от ее изменений для активных участков и флокул. Мера дифференциального вращения для всех рассмотренных солнечных структур меняется со временем, и наблюдаются даже моменты смены ее знака. Коротко проанализированы факторы эволюции дифференциального вращения рассмотренных солнечных образований с широтой и временем, выражающиеся в разной природе, размерах, времени жизни этих структур, глубине нахождения их источников и характере собственных движений.
Ключевые слова: дифференциальное вращение, Солнце, спектральный анализ
References: 
1.   Андреева О. А, Зелык Я. И. Степанян Н. Н. Вращение солнечных структур в верхней хромосфере // Изв. Крым. астрофиз. обсерватории. — 2006. — 102. — С. 84–98.
2.   Бадалян О. Г., Обридко В. Н., Рыбак Я., Сикора Ю. Северо-южная асимметрия солнечной активности и ее квазидвухлетние вариации // Астрон. журн. — 2005. — 82, № 8. — С. 740–752.
3.   Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случай­ных данных. — М.: Мир, 1989. — 540 с.
4.   Васильева В. В., Макаров В. И., Тлатов А. Г. Циклы вращения секторной структуры магнитного поля Солнца и его активности // Письма в Астрон. журн. — 2002. — 28, №3. — С. 228–234.
5.   Зелык Я.И., Степанян Н.Н., Андреева О.А. Временные изменения глобальных характеристик вращения Солнца // Проблемы управления и информатики. — 2007. — № 1. — С. 127–135.
6.   Зелык Я. И., Степанян Н. Н., Андреева О. А. О приме­нении аппарата анализа временных рядов для оцени­вания вращения солнечных структур в верхней хро­мосфере // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 3. — С. 102–115.
7.   Зелык Я. И., Степанян Н. Н. Андреева О. А. Спектраль­ные методы анализа вращения солнечных структур // Изв. Крым. астрофизи. обсерватории. — 2007. — 103, № 1 — С. 56–69.
8.   Зелык Я. И., Степанян Н. Н., Андреева О. А. Широтно-временные изменения вращения солнечных струк­тур в трех циклах активности Солнца // Проблемы управления и информатики. — 2008. — № 1. — С. 139–146.
9.Кичатинов Л. Л. Дифференциальное вращение звезд // Успехи физ. наук. — 2005. — 175, № 5. — С. 475–494.
10. Котов В. А., Ханейчук В. И., Цап Т. Т. Новые измере­ния общего магнитного поля Солнца и его вращение // Астрон. журн. — 1999. — 87, вып. 3. — С. 218–222.
11. Тлатов А. Г. Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. Специаль­ность 01.03.03 — Физика Солнца. — С.-Пб.: Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, 2006. — 32 с.
12.Степанян Н. Н. Изменение дифференциального вращения фоновых магнитных полей на Солнце // Изв. Крым. астрофиз. обсерватории. — 1983. — 67. — С. 59–65.
13. Степанян Н. Н. Корональные дыры и фоновые маг­нитные поля на Солнце // Солнечный цикл: Сбор­ник науч. тр. — РАН, ФТИ. — 1993. — С. 44–55.
14. Brandenburg A. et al. Magnetic structures in a dynamo simulation // J. Fluid Mech-1996. — 306. — P. 325–352.
15. Brummell N. H. Turbulent compressible convection with rotation. II. Mean flows and differential rotation // Astrophys. J. — 1998. — 493. — P. 955–969.
16. Howard R. LaBonte B. J. The Sun is observed to be a tor-sional oscillator with a period of 11 years // Astrophys. J. — 1980. — 239, рart 2. — P. L33–L36.
17. Kippennhahn R. Differential rotation in stars with convec-tive envelopes // Astrophys. J. –1963. — 137. — P. 664–
678. 
18. Kapyla P. J. et al. Local models of stellar convection: Reynolds stresses and turbulent heat transport // Astron. аnd Astrophys. — 2004. — 325. — P. 793–816.
19. LaBonte B. J., Howard R. Torsional waves on the Sun and the activity cycle // Solar Phys. — 1982. — 75, N 1–2. — P. 161–178.
20. Moss D., Vilhu O. Models of stellar differential rotation on the lower main sequence // Astron. and Astrophys. —
1983. — 119. N. 1. — P. 47–53.
21. Persival D.B., Walden A.T. Spectral Analysis for Physical Applications: Multitaper and Conventional Univariate Techniques. — Cambridge University Press, 1993. — 481 p.
22. Pidatella R.M. et al. The role of inhomogeneous heat transport and anisotropic momentum exchange in the dynamics of stellar convection zones — Application to models of the Sun's differential rotation. // Astron. and Astrophys — 1986. — 156, N. 1–2. — P. 22–32..
23. Rüdiger G. Differential rotation and stellar convection: sun and solar-type stars. — New York: Gordon and Breach Science Publishers. — 1989. — 328 p.
24. Rüdiger G. Reynolds stresses and differential rotation. I. On recent calculations of zonal fluxes in slowly rotating stars // Geophys. Astrophys. Fluid Dyn. — 1980. — http://www.informaworld.com/smpp/title~content=t713 642804~db=all~tab=issueslist~branches=16 — v1616,
N 1. — P. 239–261.  
25.Rüdiger G., Hollerbach R. The Magnetic Universe. Geo­physical and astrophysical dynamo theory. — WILEY-VCH Verlag GmbH Co. KGaA. — 2004. — 328 p.
26. Schmidt W. Models of solar differential rotation // Geo-phys. Astrophys. Fluid Dyn. — 1982 — 21. — P. 27–57.
27. Vorontsov S. V. et al. Helioseismic measurement of solar torsional oscillations // Science. — 2002. — 296. — P. 101–103.

28. Welch P. D. The use of fast Fourier transform for the esti­mation of power spectra: A method based on time averag­ing over short, modified periodograms // IEEE Trans. Audio Electroacoustics, Vol. AU–15 (June 1967). — P. 70–73.