Jurij A. Kuprjakov, Šternbergův astronomický ústav, Moskevská univerzita, 119899 Moskva, Rusko, kupry @sai.msu.ru
Pavel Kotrč, Astronomický
ústav Akademie věd České republiky 251 65 Ondřejov, pkotrc @asu.cas.cz
Abstrakt
V článku jsou ukázány charakteristické
zvláštnosti pohybů v rozvíjejících se erupčních smyčkách ze dne 25. července
1999. Jsou studovány dopplerovské rychlosti
pohybu zářící plazmy ve smyčkách během procesu jejich rozvoje. Dále,
pro případ eruptivní protuberance pozorované
15. května 2000
jsou odvozeny rychlosti pohybů, které byly pozorovány ve všech fázích vývoje
protuberance. Další případné aktuální
informace je možné získat v archivu dat na webovské stránce:
http://www.asu.cas.cz/
~pkotrc/index.html.
ÚVOD
Studium spekter aktivních jevů nad okrajem slunečního limbu často přináší komplexnější prostorový pohled na dynamiku jejich vývoje. Doplníme-li spektra snímky filtrogramů snímaných přes vhodný úzkopásmový filtr (přílišná úzkost pásma propustnosti může být na závadu u velmi dynamických jevů, neboť jejich záření může být dopplerovsky posunuto mimo okno filtru), získáme velmi obsažnou informaci o geometrické konfiguraci i o dynamice sledovaného aktivního jevu. Studiem poerupčních smyček se zabývali např. Schmieder a spol. (1995, 1996) a Wiik a spol. (1996). Studiem dynamiky eruptivních protuberancí se zabývali na podobném materiálu také Kotrč a spol. (1998), kteří provnáním závěrů studia spekter a filtrogramů s radiovými záznamy a rentgenovskými snímky nalezli důkaz rekonexe magnetického pole. V současné práci ukazujeme na některé zajímavé útvary ve spektrech aktivních limbových jevů a nabízíme nové, nebo jiné způsoby jejich interpretace.
POERUPČNÍ SMYČKY
Poerupční smyčky v aktivní oblasti na severozápadním
limbu byly 25. 7. 1999 pozorovány od začátku erupce ve 13:42:56 do 14:53:27
UT. Zpočátku se jevily jako subtilní nevelká smyčka s malou intenzitou,
(viz obr. 1a). Dopplerovské rychlosti v této počáteční fázi nepřevyšovaly
pásmo o hranicích ± 7 km/s. Ve 13:51 UT již
bylo možné pozorovat na slit-jaw filtrogramu i v Ha
spektru jasné vrcholy typické pro poerupční smyčky. Dopperovské rychlosti
se zvětšily a jsou v intervalu od - 5 do - 18 km/s a později dále narůstají.
Zatímco v počátcích jevu, kdy obloukovité
struktury nebyly ještě rozvinuty, byl charakter průběhu rychlostí ve vrcholcích
smyček spíše náhodný, v pozdějším období, (viz. obr. 2) se vytváří podél
štěrbiny přetínající oblouky smyček naprosto systematický obrazec ve tvaru
klínu. Tento klín ukazuje rozdělení dopplerovské rychlostní komponenty
v různých částech smyčky. U nohy smyčky a ve vrcholu smyčky jsou rychlosti
blízké nule, zatímco v prostředku smyčky jsou maximální a dosahují řádu
20 km/s. Podobné rozdělení rychlostí v poerupčních smyčkách z 26. 6. 1992
publikovala Wiik a spol. (1996). Vysvětlují charakter rychlostí pohybem
uzlů poerupčních smyček podél jejich
rekonstruovaného skutečného tvaru. Určitým vysvětlením by mohla být kombinace
pohybu materiálu podél smyčky a translačního pohybu protuberance jako celku.
Potom by měřená dopplerovská komponenta v noze a na vrcholu smyčky byla
maximální (míří k pozorovateli), zatímco
v centru smyčky je nulová (je kolmá na směr k pozorovateli). Zůstává však
neřešený rozpor, proč má vektor rychlosti materilálu v noze smyčky stejný
směr jako ve vrcholu smyčky.
My se domníváme, a na našich pozorováních
je to zcela evidentní, že se v tomto případě
nejedná o pohyb hmoty podél trajektorií smyček, nýbrž o určitou formu symetrické
expanze systému smyček od jejich středu či osy. Následek expanze se projeví
největší rychlostí právě uprostřed nohy smyčky (cca - 20km/s, viz obr.
2). U nohy smyčky a v jejím vrcholu
je dopplerovská komponenta expanze téměř nulová. Pohyb lze přirovnat k
roztahující se pneumatice, s tím, že obraz její k pozorovateli přivrácené
strany se promítá na štěrbinu. Otevřenou otázkou zůstává, proč nevidíme
ve spektru zadní stranu poerupčních
smyček. Ta by totiž měla vytvářet symetrickou klínovitou strukturu, roztahující
se směrem od pozorovatele. Jedním z vysvětlení by mohla být přítomnost
rázové vlny, která se šíří do vymezeného poloprostoru. Druhým vysvětlením
může
být fakt, že plazma v erupčních smyčkách je opticky tlustá, takže ve spektru
vidíme jen část smyček na straně přivrácené k pozorovateli.
Fig. 1. Poerupční smyčky 25.07.1999, v levé části obrázků slit-jaw filtrogram, v pravé části odpovídající spektrum a odvozené dopplerovské rychlosti. a) 13:42:56 UT; b) 13:51:07 UT; c) 14:08:32 UT .
Fig. 2. Poerupční smyčky 25.07.1999,
v levé části obrázků slit-jaw filtrogram, v pravé části odpovídající spektrum
a odvozené dopplerovské rychlosti. a) 14:22:29 UT; b) 14:43:12 UT;
c) 14:53:27 UT.
ERUPTIVNÍ PROTUBERANCE
Eruptivní protuberance
patří k velmi dynamickým jevům sluneční aktivity. V průběhu několika minut
dochází k rozvinutí nestability a velmi zásadním způsobem se mění jak Ha
filtrogram, tak zejména
spektrum. V různých částech eruptivní protuberance se současně vyskytují
různé druhy pohybů, od prosté translace, přes rotaci až k expanzi. Nejčastěji
bývají tyto druhy různých pohybů vzájemně kombinovány. Reprezentativním
vzorkem je eruptivní protuberance z 15. května 2000, jejíž snímky vidíme
na následujících obrázcích 3, 4, 5 a 6. Sklon spektra na obrázku 3 svědčí
o rotaci celé rozvíjející se struktury, zatímco jeho posun o translačním
pohybu. Podobný charakter, ale s vyšším prostorovým
rozlišením vidíme na obrázku 4. Skutečnou raritou je ale obrázek 5, ukazující
uzavřenou symetrickou eliptickou strukturu ve spektru. Tu je možno jednoznačně
interpretovat jako celoprostorovou středově nebo alespoň osově symetrickou
explozi a následnou expanzi protuberanční
plazmy v pozorovaném místě. Je škoda, že úzkopásmový filtr nepropustil
a na obrázku ze štěrbiny nezachytil snímek struktury, jejíž spektrum vidíme
na obrázcích 5b a 7. Existují radiové záznamy z ondřejovského radiospektrografudokumentující
(viz. obr. 6), přítomnost pohybu plazmatického útvaru ve sluneční koróně.
Studiem tohoto dynamického jevu se hodláme v nejbližší době intenzivně
zabývat.
Obr. 3. Slit-jaw obrázek a Ha spektrum
eruptivní protuberance 15. 5. 2000 v 09:04:47 UT.
Obr. 4. Dopplerovské rychlosti odpovídající obrázku 3.
Obr. 5. Slit-jaw obrázek, Ha spektrum
a vypočtené dopplerovské rychlosti eruptivní protuberance 15. 5. 2000 v
09:07:10 a v 09:16:52 UT.
Obr. 6 Záznamy radiového toku a radiových spekter dokumentujících
eruptivní protuberanci 15. 5. 2000
Obr. 7. Slit-jaw obrázek a Ha spektrum
eruptivní protuberance 15. 5. 2000 v 09:16:30 UT s unikátní eliptickou
strukturou ve spektru.
Obr. 8. SOHO snímky eruptivní protuberance 15. 5. 2000 koronografem LASCO v 09:18 UT, 09:42 UT, 10:42 UT, 11:18 UT .
Na závěr demonstrace plejády různých snímků a spekter poerupčních smyček a eruptivní protuberance uvádíme unikátní snímek téže eruptivní protuberance z 15. 5. 2000 na obr. 8. Slunce se tehdy nacházelo mezi souhvězdími Berana a Býka v blízkosti Plejád. Unikátní eruptivní protuberance se na snímku rozpíná k otevřené hvězdokupě Plejády.
Článek byl vypracován
v rámci grantu GA ČR 205/00/1726.
LITERATURA
Kotrč P., Karlický M., Šimberová S., Knížek
M. a Varady M.: 1998, Solar Phys. 182, 393 - 409
Schmieder B., Heinzel P., Wiik J.E., Anwar B.,
Kotrč P., Lemen J. a Hiei E.: 1995, Solar Phys. 156, 337.
Schmieder B., Heinzel P., van Driel-Gesztelyi L., a Lemen J.: 1996,
Solar Phys. 165, 303.
Wiik, J. E., Schmieder, B., Heinzel, P. a Roudier T.: 1996. Solar.
Phys. 166, 96-10