Курс Курсовая работа. Часть II. Анализ применимости стационарной модели солнечной фотосферы на основе изучения данных по фотометрии диска солнца в видимом диапазоне длин волн

группа 7301

КАФЕДРА ФЭЧ ИЯФ СО РАН

Научный руководитель:

Нестеренко И. Н.

(ИЯФ СО РАН)

1. 
   Постановка задачи о нахождении распределений
   основных параметров в солнечной атмосфере 4
   

2. 
   Некоторые теоретические аспекты моделирования
   солнечной атмосферы в стационарном приближении 6
   

1. 
   Геометрическая модель тонкого излучающего слоя ...………. 6
   
2. 
   Модель излучающего слоя конечной толщины ……………… 6
   
3. 
   Модель «серой» атмосферы …………………………..……..… 6
   

3. 
   Результаты проведенных наблюдений 7
   

1. 
   Схема солнечного телескопа и фотометрической системы …. 7
   
2. 
   Методика настройки и проведения наблюдений .……………. 7
   
3. 
   Краткий отчёт о проведенных наблюдениях …………………. 8
   

4. 
   Анализ результатов исследования 10
   

1. 
   Область применимости геометрических моделей …………… 10
   
2. 
   Область применимости уточнённой модели .………………… 11
   
3. 
   Влияние конвективного слоя ………………………………….. 12
   
4. 
   Выделение “тонкой структуры” изображений ………………..13
   

Целью данной работы являлись проверка применимости модели «серой» звёздной атмосферы к верхним слоям атмосферы Солнца и выяснение влияния конвективного слоя на фотометрические свойства солнечной поверхности. В качестве основного критерия использовался метод сопоставления теоретических температурных распределений с результатами анализа точных фотометрических измерений в видимом диапазоне длин волн. Результаты этого анализа показывают, что приближённая и точная геометрические модели атмосферы удовлетворительно описывают реальные распределения лишь вблизи центра диска. В то же время учёт дополнительных эффектов¹⁾ позволяет получить хорошее согласие с данными наблюдений равномерно по всему диску (см. §4). Основной объём вычислений выполнен в средах MatLab v5.3, Mathematica 4.0 & Maple v5.00.

Проблема нахождения достаточно точной модели строения Солнца наиболее успешно решается численными методами для центральных областей на основе подробной информации о стандартных цепочках термоядерных реакций²⁾. Функцию источника по этим данным может быть построена для зоны лучистого переноса (LTA) с точностью, значительно превышающей точность аналогичного построения для внешних слоёв для зоны лучистого переноса, конвективной зоны (CA) и фотосферы Солнца. Положение также значительно усложняется наличием в верхних слоях сложной картины движений вещества, обусловленной наличием активной турбулентной конвекции (которой, впрочем, можно пренебречь в первом приближении). По этим причинам недостаточно подробно исследованы свойства солнечного вещества в области переходного слоя LTACA и вопросы угловой изотропии распределений термодинамических параметров. Для верификации модели строения верхних слоёв солнечной атмосферы весьма ценными являются данные об уходящем с «поверхности»³⁾ Солнца излучении, так как точные фотометрические наблюдения позволяют однозначно построить модель верхней атмосферы например, в центрально-симметричном приближении. В качестве источника необходимой информации нами использовались наблюдения потемнения диска Солнца к краю в широком диапазоне длин волн в видимой области. На основе анализа этих данных были построены некоторые термодинамические модели фотосферы Солнца, а также найдены области их применимости, кроме того попытки выделить на полученных изображениях элементы «тонкой структуры» фотосферы (грануляцию и факельные поля) увенчались некоторым успехом, однако для получения надёжных результатов в этой области необходимы дополнительные исследования.