Великомасштабна структура сонячного вітру за орбітою Землі, реконструйована з використанням даних вимірювань міжпланетних мерехтінь у двох пунктах на декаметрових радіохвилях
Heading:
| 1Калініченко, ММ, 1Ольяк, МР, 1Коноваленко, ОО, 2Браженко, АІ, 1Кугай, НВ, 1Романчук, ОІ 1Радіоастрономічний інститут Національної академії наук України, Харків, Україна 2Гравіметрична обсерваторія Інституту геофізики Національної академії наук України, Полтава, Україна |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(1):27-41 |
| https://doi.org/10.15407/kfnt2019.01.027 |
| Start Page: Космічна фізика |
| Мова: українська |
Анотація: Сонячний вітер — це набір потоків з різними параметрами (швидкість, показник степеня спектру неоднорідностей, ширина та інші). Бімодальний характер розподілу швидкості сонячного вітру експериментально було встановлено під час вимірювань на космічних апаратах. А космічний апарат «Улісс» підтвердив, що бімодальна структура сонячного вітру зберігається на відносно великих відстанях від Сонця (в декілька астрономічних одиниць). Але є інший спосіб для встановлення потокової структури сонячного вітру — це метод міжпланетних мерехтінь. Мета роботи — реконструкція великомасштабної структури сонячного вітру за орбітою Землі з використанням даних спостережень міжпланетних мерехтінь у двох пунктах. Експерименти проводилися на декаметрових радіохвилях, оскільки останні досить сильно розсіюються розрідженою міжпланетною плазмою за орбітою Землі. Експериментальні дані, які аналізувалися в цій роботі, були отримані шляхом синхронних спостережень міжпланетних мерехтінь на радіотелескопах УТР-2 та УРАН-2. Визначення параметрів сонячного вітру та його великомасштабної структури проводилося шляхом зіставлення експериментальних кривих (залежностей швидкості гармонік крос-спектру мерехтінь та спектрів потужності) з цими ж характеристиками міжпланетних мерехтінь, але одержаними шляхом розрахунку. Для розділення міжпланетних та іоносферних мерехтінь застосовувалися спектральний, просторовий та частотний критерії. Результати цього дослідження показують, що сонячний вітер за орбітою Землі складається з різних потоків, які змінюють один одного на промені зору на джерело. Проведені дослідження підтверджують надійність та ефективність методу міжпланетних мерехтінь при його використанні для реконструкції потокової структури сонячного вітру. |
| Ключові слова: великомасштабна структура, міжпланетні мерехтіння, сонячний вітер |
References:
1. Braude S. Ya., Men' A. V., Sodin L. G. (1978) Radioteleskop dekametrovogo diapazona dlin voln UTR-2. Antenny, 26, 3—15 (in Russian).
2. Kalinichenko N. N. (2011) Mertsaniya kosmicheskogo radioistochnika 4S21.53 v dekametrovom diapazone voln na elongatsiyakh 43°—138°. Radiofizika i radioastronomiya, 16(4), 386—393 (in Russian).
3. Kalinichenko N. N., Fal'kovich I. S., Konovalenko A. A., Brazhenko A. I. (2013) Razdeleniye mezhplanetnykh i ionosfernykh mertsaniy kosmicheskikh istochnikov v dekametrovom diapazone radiovoln. Radiofizika i radioastronomiya, 18(3), 210—219 (in Russian).
4. Fal'kovich I. S., Kalinichenko N. N., Gridin A. A., Bubnov I. N. (2004) O vozmozhnosti shirokopolosnykh nablyudeniy mezhplanetnykh mertsaniy na dekametrovykh volnakh. Radiofizika i radioastronomiya, 9(2), 121—129 (in Russian).
5. Fal'kovich I. S., Konovalenko A. A., Kalinichenko N. N., Ol'yak M. R., Gridin A. A., Bubnov I. N., Lekasho A., Ruker Kh. O. (2006) Variatsii parametrov struynoy struktury solnechnogo vetra na rasstoyaniyakh boleye 1 a. e. v 2003—2004 gg. Radiofizika i radioastronomiya, 11(1), 31—41 (in Russian).
6. Abranin E. P., Bruck Yu. M., Zakharenko V. V., Konovalenko A. A. (2001) The New Preamplification System for the UTR-2 Radio Telescope. Exp. Astron., 11, 85—112.
7. Bourgois G., Coles W. A., Daigne G., Silen J., Turunen T., Williams P. J. (1985) Measurements of the solar wind velocity with EISCAT. Astron. and Astrophys., 144, 452—462.
8. Bovkoon V. P., Zhouck I. N. (1981) Scintillations of cosmic radio sources in the decameter waveband. Astrophys. and Space Sci., 79, 165—180.
9. Breen A. R., Coles W. A., Grall R. R., Klinglesmith M. T., Markkanen J., Moran P. J., Tegid B., Williams P. J. S. (1996) EISCAT measurements of the solar wind. Ann. Geophys., 14, 1235—1245.
10. Coles W. A. (1996) A bimodal model of the solar wind speed. Astrophys. and Space Sci., 243, 87—96.
11. Dennison P. A., Hewish A. (1967) The solar wind outside the plane of the ecliptic. Nature, 213, 343—346.
12. Falkovich I. S., Konovalenko A. A., Kalinichenko N. N., Olyak M. R., Gridin A. A., Bubnov I. N., Brazhenko A. I., Lecacheux A., Rucker H. (2010) Dispersion analysis of interplanetary scintillations at decameter wavelengths: First Results. Radio Phys. and Radio Astron., 1, 3—9.
13. Fallows R. A., Breen A. R., Dorrian G. D. (2008) Developments in the use of EISCAT for interplanetary scintillation. Ann Geophys., 26, 2229—2236.
14. Frehlich R. G. (1987) Space-time fourth moment of waves propagating in random media. Radio Sci., 22, 481—490.
15. Hewish A., Scott P. F., Wills D. (1964) Interplanetary scintillations of small diameter radio sources. Nature, 203, 1214—1217.
16. Jones D., Maude A. D. (1965) Evidence for wave motions in the E-region in the ionosphere. Nature, 206, 177—179.
17. Kojima K., Ishida Y., Maruyama K., Kakinuma T. (1982) An observation system of interplanetary scintillation at UHF. Proc. Res. Inst. Atmos. Nagoya Univ., 29, 61.
18. Konovalenko A. A., Sodin L. G., Zakharenko V. V., Zarka Ph., Ulyanov O. M., Sidorchuk M. A., Stepkin S. V., Tokarsky P. L., Melnik V. N., Kalinichenko N. N., and 62 other authors. (2016) The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron., 42, 11—48.
19. Manoharan P. K., Ananthakrishnan S. (1990) Determination of solar-wind velocities using single-station measurements of interplanetary scintillations. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc., 244, 691— 695.
20. McComas D. J., Riley P., Gosling J. T., Balogh A., Forsyth R. (1998) Ulysses’ rapid crossing of the coronal hole boundary. J. Geophys. Res., 103, 1955—1967.
21. Lotova N. A., Chashey I. V. (1973) Test for detection of fine structure of solar wind velocity. Astrophys. and Space Sci., 20, 251—262.
22. Olyak M. R. (2012) Large-scale structure of solar wind and geomagnetic phenomena. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 86, 34—40.
23. Olyak M. R. (2013) The dispersion analysis of drift velocity in the study of solar wind flows. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 102, 185—191.
24. Phillips J. L., Balogh A., Bame S. J., Goldstein B. E., Gosling G. T., Hoeksema J. T., McComas D. J., Neugebauer M., Sheeley N. R., Wang Y. M. (1994) ULYSSES at 50 deg south: Constant immersion in the high-speed solar wind. Geophys. Res. Lett., 21, 1105—1108.
25. Phillips J. L., Bame S. J., Feldman W. C., Goldstein B. E., Gosling J. T., Hammond C. M., McComas D. J., Neugebauer M., Scime E. E., Suess S. T. (1995) ULYSSES solar wind plasma observations at high southerly latitudes. Science, 268, 1030— 1033.
26. Richardson I. G., Cane H. V. (2012) Near-Earth solar wind flows and related geomagnetic activity during more than four solar cycles. J. Space Weather and Space Clim., 2, A02.
27. Schwenn R. (1990) Large-scale structure of the interplanetary medium. (Eds Schwenn R., Marsch E.) Physics of the Inner Heliosphere II, Waves and Turbulence. Springer-Verlag. 98—181.
28. Shishova T. D. (1982) The influence of the large-scale inhomogeneities of the interplanetary plasma on the form of temporal spectra of the scintillations. Sov. Astron., 26, 731—741.
29. Vitkevich V. V., Vlasov V. I. (1970) Radio astronomical investigation of the drift of the inhomogeneous interplanetary plasma. Sov. Astron., 13, 669—676.
30. Zakharenko V. V., Konovalenko A. A., Zarka P., Ulyanov O. M., Sidorchuk M. A., Stepkin S. V., Koliadin V. L., Kalinichenko N. N., et al. (2016) Digital receivers for low-frequency radio telescopes UTR-2, URAN, GURT. J. Astron. Instrum., 5(4), 738—749.