Гелиосейсмология

Аннотация

Термин гелиосейсмология впервые появился в 1979 году в статье А.Б. Северного, В.А. Котова и Т.Т. Цапа (Северный и др. 1979). За прошедшие 25 лет гелиосейсмология выросла в одно из ведущих направлений в физике Солнца, оказывающее существенное влияние на другие области астрофизики. Исследования 160-мин осцилляций в КрАО и других обсерваториях послужили мощным стимулом к развитию наблюдательной и теоретической базы гелиосейсмологии. Это выразилось в создании наземных сетей станций для непрерывных наблюдений солнечных осцилляций (GONG, BiSON, TON, IRIS, CrAO-Mt.Wilson), а также космических наблюдений с межпланетной станции ФОБОС и с помощью солнечных обсерваторий: КОРОНАС, и в последние 10 лет SOHO с тремя гелиосейсмологическими инструментами (MDI, GOLF и VIRGO). Большая часть современных гелиосейсмологических наблюдений посвящена изучению свойств коротко-периодных колебаний в диапазоне 3-15 мин: акустических и поверхностных гравитационных мод, которые возбуждаются подфотосферной турбулентной конвекцией. Длиннопериодные осцилляции (внутренние гравитационные моды) пока не поддаются уверенным наблюдениям. Исключительно точные измерения свойств коротко-периодных осцилляций (частот колебаний, времен распространения и фазовых соотношений) позволили получить уникальную информацию о свойствах плазмы и динамических процессах внутри Солца. В частности, установленa стратификация Солнца и распределение химических элементов и выявлены процессы турбулентной диффузии, вызывающие отклонения от эволюционных моделей, а также измерено внутреннее дифференциальное вращение и открыта зона резкого изменения угловой скорости – тахоклина, вероятное место генерации солнечных магнитных полей. Кроме того, изучены изменения внутреннего строения и динамики с солнечным циклом, зональная и меридиональная циркуляции, определяющие перенос и распределение магнитных полей на Солнце. Новые методы гелиосейсмологии – акустическая томография и голография, позволяют получать трехмерные изображения подповерхостных слоев локальных образований: супергрануляционных ячеек, пятен и активных областей. В частности, исследования подфотосферной структуры и движений плазмы солнечных пятен показывают справедливость кластерной модели Северного-Паркера. Новые гелиосейсмологические исследования в сочетании с численным МГД - моделированием позволяют глубже понять природу и физические механизмы солнечного магнетизма и активности. Дальнейшие исследования физических процессов внутри Солнца идут по пути изучения солнечной динамики с высоким пространственным и временным разрешением с помощью новых космических обсерваторий Solar Dynamics Observatory (SDO), Solar-B и PICARD, намеченных к запуску в 2006-8 годах.