M. Bělík, Hvězdárna v Úpici, belik @.com
V. Rušin, AÚ SAV, Tatranská Lomnica, vrusin @ta3.sk
E. Marková, Hvězdárna v Úpici,
markova @obsupice.cz
E. Brandejsová, VUT Brno, nimrodel @email.cz
Abstrakt
Velkoškálové koronální (přílbicové)
paprsky pozorované v bílé koróně během úplných zatmění Slunce anebo pomocí
koronografů jsou většinou lokalizovány nad klidnými typy protuberancí.
Na základě výsledků z pozorování úplných zatmění Slunce byla ze snímků
koronografů MK3 a MK4 vytvořena ´synoptická mapa´ koronálních struktur
a srovnána se změnami pozic protuberancí v průběhu slunečního cyklu. Protuberance
v maximu cyklu v okolí pólů mizí. Ze získaných výsledků se ukazuje, že
i výskyt velkoškálových koronálních struktur vykazuje podobný trend.
1. Úvod
Zatmění Slunce
poskytuje jedinečnou možnost pozorování nejvyšší části sluneční atmosféry
– koróny. Je všeobecně známo, že koróna se podle povahy produkovaného záření
skládá ze tří různých částí: E-koróny, K-koróny a F-koróny. Nejnápadnější
a nejpůsobivější část koróny, pozorovatelná během úplného zatmění, je bílá
koróna, vznikající rozptylem fotosférického světla na elektronech a prachových
částicích kolem Slunce. Dlouhodobá pozorování
ukazují, že bílá koróna je tvořena mnoha strukturami odlišných tvarů,
velikostí a různých fyzikálních vlastností. Všechny tyto koronální útvary
jsou odrazem magnetického pole Slunce, a to jak lokálního, tak globálního
(Bagenal a Gibson, 1991). Velkoškálové
koronální útvary souvisí se strukturami magnetického pole nacházejícími
se v nižších oblastech Slunce, o nichž ale běžná fotosferická měření poskytují
bohužel jen málo informací. Zmíněné magnetické struktury se tvoří hluboko
v oblasti slunečního dynama, zatímco struktury zaznamenané na fotosferických
magnetogramech jsou ovlivňovány pohyby plasmy v aktivních oblastech. Na
druhé straně struktura vnitřní koróny velmi úzce souvisí s vlastnosti slunečního
větru v blízkosti Země. Zatímco nízkoškálové
koronální struktury jsou pozorovány jen přechodně nad aktivními oblastmi,
přilbicové paprsky se během slunečního cyklu vyskytují nad slunečním povrchem
dlouhodobě v korelaci s rozložením zjasnění zelené koróny a protuberancí
(Minarovjech et al., 1998). Z toho
vyplývá, že životnost těchto dlouhých přilbicových paprsků bude v porovnání
s menšími strukturami delší. Pozorování přilbicových paprsků v různých
fázích cyklu mohou hrát důležitou roli při studiu rozložení magnetického
pole nad slunečním povrchem. Jak jsme
uvedli výše, přilbicové paprsky jsou lokalizovány nad některými typy protuberancí
vyskytujícími se v oblastech oddělujících velkoškálové struktury magnetických
polí na slunečním povrchu.
V této práci
se zabýváme rozložením přilbicových paprsků v letech 1988 – 1998 ve vztahu
k polohám protuberancí a možným vývojem přilbicových paprsků ve 22. a 23.
cyklu sluneční aktivity. Z důvodu nízké frekvence slunečních zatmění během
slunečního cyklu používáme vedle z nich získaných dat také snímky z koronografů
MK3 a MK4 observatoře Mauna Loa.
2. Použitá data
V našich předchozích
pracích jsme využívali pouze vlastní pozorování úplných slunečních zatměních
získané v letech 1990, 1991, 1994, 1995, 1997 a 1998. Předběžné výsledky
ukazují výrazný vztah mezi polohou dlouhých přilbicových paprsků a protuberancí
(Bělík et al., 1999).
K detailnímu
zjištění vztahu mezi přilbicovými paprsky a protuberancemi byly využita
každodenní data z dříve zmíněných koronografů MK3 a MK4 spolu s rozložením
protuberancí během slunečního cyklu publikovaných v Minarovjech et al.
(1998).
Tato data zachycují
pozorování během různých fází cyklů č. 22 a 23 s počátkem v roce 1988 (krátce
před maximem, které nastalo v r. 1989), a koncem v roce 1998 - poblíž maxima
23. cyklu. Minimum mezi 22. a 23. cyklem nastalo v květnu 1996 (Altrock
et al., 1999). Polohy přilbicových paprsků, patrné z obrázků z koronografů
byly získány těmito dvěmi způsoby:
1) Z koronografů MK3 a MK4 byly určeny
pozice os paprsků pro každý den pro celé studované období a byly porovnány
s
rozložením protuberancí
(obr. 1).
2) Byl vytvořen kompozitní obrázek
zachycující tenké proužkové výřezy pro každý den ve výšce 1,3 Ro kolem
celého
slunečního limbu,
kde jsou prakticky přítomny pouze přilbicovité paprsky (obr. 2).
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
Obr. 2: Rozložení přilbicových paprsků 1988-1998
3. Diskuse a závěr
Jak můžeme vidět
na obr. 1, rozložení protuberancí a přilbicových paprsků ukazuje silnou
podobnost. Zatímco v období okolo minima slunečního cyklu se tyto paprsky
nacházejí převážně v blízkosti rovníku, během maxima jsou pozorovány kolem
celého Slunce. Paprsky ve středních heliografických šířkách mezi maximem
a minimem zvolna mění svoji polohu.
Na základě těchto
získaných výsledků můžeme popsat pravděpodobný scénář změny rozložení přilbicových
paprsků a protuberancí v průběhu celého slunečního cyklu. Protuberance
kolem minima (Minarovjech et al., 1998) jsou většinou lokalizovány v blízkosti
rovníku, do 40° heliografické šířky. Krátce po minimu se pás protuberancí
rozštěpuje do dvou individuálních pásů. První se pozvolna odklání k pólům,
kde se v maximu cyklu rozpadá. Druhý
se přesouvá k rovníku a mizí v minimu příštího cyklu. Podobné trendy jsou
také pozorovatelné v rozložení paprsků.
Vidíme, že v
minimu slunečního cyklu jsou polohy koronálních paprsků prakticky identické
s polohami protuberancí ve středních a nízkých šířkách. Během průběhu cyklu
směrem k maximu se paprsky pohybují ze středních šířek k pólům, kde se
vyskytují v maximu cyklu a zanikají podobně jako protuberance. Podrobnější
pohled na rozložení a pohyb koronálních paprsků kolem
slunečního limbu během celého studovaného období je ukázáno na obr. 2,
který je ve shodě s výsledky patrné z obr. 1.
Literatura
Altrock, R.C., Rybanský, M., Rušin V., Minarovjech, M.: 1999, Sol. Phys.,
in press
Bengal, F. and Gobson, S.: 1991, J. Geophys. Res. 96, 17 663
Bělík, M., Marková, E., Rušin, V.: 1999,
Proc. of the 1999 Solar Eclipse Workshop
Minarovjech, M., Rybanský, M., Rušin, V.: 1998, in News Perspectives
on Solar Prominences, eds.: D. Webb, D. Rust and
B. Schmieder, ASP Conference, Series 150,
San Francisco, 484
MLSO data (data from http://www.hao.ucar.edu/public/research/mlso/data_archive.html
)