| 4.1. |
Фундаментальная научная
проблема, на решение которой направлен проект:
Проект
направлен на создание рабочих моделей объектов солнечной атмосферы,
основанных на данных радиоастрономических
спектрально-поляризационных наблюдений на РАТАН-600. Особое внимание
будет уделено: Задачам исследования зарождения активной плазмы,
детальным исследованиям всех фаз вспышечной активности, изучению
динамики магнитного поля в корональных слоях Солнца и исследованию
процессов накопления и переноса энергии через слои нижней и средней
короны.
|
| 4.2. |
Конкретная фундаментальная
задача в рамках проблемы, на решение которой направлен
проект:
Изучение процессов переноса энергии в активных
областях Солнца по данным широкодиапазонных
радионаблюдений
|
| 4.3. |
Предлагаемые методы и
подходы:
Данный проект направлен на создание пакета программ,
направленных на получение физических параметров активной плазмы по
данным спектрально-поляризационных радионаблюдений в широком
диапазоне радиоволн с помощью радиотелескопа РАТАН-600. Этот пакет
будет основан как на существующих моделях солнечной атмосферы, так и
вновь создаваемых. Его особенностью является возможность адаптации
создаваемого пакета программ для всех видов наблюдений и для решения
всех задач солнечной радиоастрономии, поставленных на радиотелескопе
РАТАН-600.Программы, обеспечивающие получение физических параметров
плазмы для отдельных структурных образований на Солнце по данным
наблюдений на РАТАН-600, будут входить в общую Информационную
Систему (ИС), состоящую также из многоканальной быстродействующей
системы сбора нового радиометрического комплекса наблюдений Солнца,
системы архивизации получаемых данных и WEB-системы свободного
сетевого доступа коллективам научных учреждений РАН и
заинтересованных зарубежных организаций к архивным данным наблюдений
радиоизлучения Солнца на радиотелескопе РАТАН-600. Разрабатываемый
пакет программ будет обеспечивать прямой WWW доступ к архивам
наблюдений Солнца и к результатам первичного анализа получаемых
данных. Должны быть также созданы прикладные программы анализа
данных получаемых с нового радиометрического комплекса с
возможностью представления физических результатов в сети
Internet.
Частным применением данного проекта к решению
конкретной физической задачи является изучение процессов переноса
энергии в активных областях Солнца по данным широкодиапазонных
радионаблюдений. Такие исследования с учетом наблюдений на новом
комплексе будут уникальны. Они включают в себя высокоточные
измерения спектров поляризации излучения с 1% точностью, точные (1%)
измерения спектров интенсивности и их калибровка по потокам опорных
радиоисточников, привязка азимутальных наблюдений и проведение
наблюдений с временным перекрытием 4 часа с 4 минутным интервалом
между наблюдениями. Это позволит анализировать по частотно-временным
трендам проводить анализ прохождения радиоволн и МГД волн через слои
солнечной атмосферы. Созданию данных высокоточных наблюдений в
широком диапазоне радиоволн будет способствовать создаваемая система
программ.
В 2006г. будет создан основной пакет программ обработки
наблюдений и проведена аппробация на реальном материале наблюдений.
В 2007г. будет создан пакет программ, включающий
статичстистический анализ данных первого года наблюдений и выбор
оптимальных моделей для оценки параметров активной плазмы. Создание
первой версии программного обеспечения. Представление данных на
сайте обсерватории.
В 2008г. Оптимизация созданной системы,ее
расширение под модели стороннего Пользователя,регулярная публикация
данных по физическим параметрам выбранных плазменных структур в
Интернете.
|
| 4.4. |
Ожидаемые в конце 2006 года
научные результаты:
Будет создана система высокоточных
спектральных измерений интенсивности и круговой поляризации
микроволнового излучения от объектов солнечных структур.
В 2005г.
в САО создан при поддержке РФФИ новый спектрально-поляризационный
комплекс высокого разрешения. Параметры этого комплекса в сочетании
с большой эфффективной поверхностью радиотелескопа РАТАН-600
являются уникальными в мировой практике. Новый комплекс перекрывает
диапазон 6-18ГГц с 1% частотным разрешением и с точностью измерения
степени круговой поляризации не хуже 1%. Реализация таких высоких
параметров потребовала создание специальных методик , основанных на
активном использовании цифровых и програмных систем на всех стадиях
получения наблюдательного материала. В процессе проведения
наблюдений проводится активный анализ стабильности системы и
своевременное управление динамическим диапазоном, на стадии сбора
большой массив данных ( около 1 ГГб в день) будет проходить операции
анализа и первичной архивизации. На стадии обработки данных будут
проводиться операции учета корректирующих коэффициентов, учета
инструментальных эффектов и вычисления параметров Стокса. Кроме того
при азимутальных наблюдениях будет реализована система коррекции
инструментальных погрешностей телескопа в азимутах. И наконец
последний этап это перевод наблюдательных данных в таблицы и графики
, переход от данных параметров Стокса к к физическим данным
параметров активной плазмы по всему спектральному диапазону.
В
мире известен лишь один проект с подобным частотным разрешением и
перекрытием. Это проект FASR в США, который получил финансирование и
который планируется к завершению в 2010г. Однако наши оценки
показывают, что этот проект должен будет решить проблемы реализации
необходимой чувствительности при изучении неярких объектов на
Солнце.
Активное использование возможностей нового комплекса
будет способствовать решению ряда современных задач физики солнечной
атмосферы.
|
| 4.5. |
Современное состояние
исследований в данной области науки, сравнение ожидаемых результатов
с мировым уровнем:
Как было упомянуто, новый
спектрально-поляризационный комплекс высокого разрешения
установленный на радиотелескопе РАТАН-600 вывел этот инструмент в
лидирующий по части спектральных радионаблюдений в широком диапазоне
длин волн. В связи с этим, многие исследования являются пионерскими
и оптимальное решение задачи часто зависит от ее постановки и
эрудиции Пользователя. Однако одномерность данных наблюдений часто
встречает трудности при использовании данных стороннимии
Пользователями. Настоящая работа в значительной степени направлена
на устранении этой проблемы. На примере решения конкретной
физической задачи - "Изучение процессов переноса энергии в активных
областях Солнца по данным широкодиапазонных радионаблюдений" будут
найдены способы получения физических данных в широком спектральном
диапазоне с использованием стандартных моделей переноса и
создаваемых новых моделей.
Созданная таким образом методика
получения физических данных будет применена в будущем и для других
актуальных задач физики солнечной атмосферы.
|
| 4.6. |
Имеющийся у коллектива
научный задел по предлагаемому проекту: полученные ранее
результаты:
Коллектив участвует в программах солнечных
исследований на РАТАН-600 в течение ряда лет. Был получен большой
опыт при использовании предыдущего наблюдательного солнечного
комплекса ПАС, который перекрывал диапазон от 1.7 см до 31 см с
5-15% частотным разрешением. Был получен ряд астрофизических
результатов мирового уровня. К ним относятся: обнаружение ряда
эффектов, связанных с проявлением активной солнечной плазмы на
ранних стадиях ее формирования, различные эффекты на предвспышечной
стадии-" радиопотемнение", обнаруженгие циклотронных радио линий,
инверсионные эффекты в поляризованном излучении и др.
|
| 4.7.1. |
Список основных публикаций
коллектива, наиболее близко относящихся к предлагаемому
проекту:
1. В.М.Богод, Г.Н. Жеканис, М.Г. Мингалиев, С.Х.
Тохчукова: Многоазимутальный режим наблюдений на Южном секторе
РАТАН-600 с Перископическим отражателем”, Известия ВУЗов
“Радиофизика”, т. XLVII, № 3,стр. 1-12, 2004.
2. Kononov
V.K., Pavlov S.V., Mingaliev M.G., Verkhodanov O.V., Nizhelskaya
E.K., Khubieva N.V.: ODA-R - the Bank of observational data of the
radiotelescope RATAN-600. The first version. - Bull. Spec.
Astrophys. Obs., 2002, N 53, p.131-133.
3. V.M.Bogod,
V.I.Garaimov, N.P.Komar, A.N.Korzhavin: RATAN-600.
Upgrade and
Development of Software for Presentation of the Data,
-Proceedings of 9-th European Meeting on Solar Physics, 1999
(ESA SP-448, December 1999), p.1253-1258.
4. Гараимов В.И.,
Богод В.М.: Система обработки многоканальных наблюдений Солнца на
РАТАН-600,1997, в сб. "Проблемы современной радиоастрономии", Т.3,
стр.137-138, С.Петербург.
5. Kundu, M. R.; White, S. M.;
Garaimov, V. I.; Manoharan, P. K.; Subramanian, P.; Ananthakrishnan,
S.; Janardhan, P. Radio Observations of Rapid Acceleration in a Slow
Filament Eruption/Fast Coronal Mass Ejection Event
The
Astrophysical Journal, Volume 607, Issue 1, pp. 530-539.
2004
6. Kundu, M. R.; Garaimov, V. I.; White, S. M.; Krucker,
S. Nobeyama Radioheliograph and RHESSI Observations of the X1.5
Flare of 2002 April 21 The Astrophysical Journal, Volume 600, Issue
2, pp. 1052-1060. 2004
7. Kundu, M. R.; Garaimov, V. I.
Distinctive spatial configuration of a class of microwave flaring
sources
Advances in Space Research, Volume 32, Issue 12, p.
2497-2502. 2003
8. White, S. M.; Kundu, M. R.; Garaimov, V.
I.; Yokoyama, T.; Sato, J. The Physical Properties of a Flaring
Loop
The Astrophysical Journal, Volume 576, Issue 1, pp. 505-518.
2002
9. Garaimov, V. I.; Kundu, M. R. Multiple-loop structure
of a solar flare from Microwave, EUV and X-ray Imaging Data
Solar Physics, v. 207, Issue 2, p. 355-367 (2002).
10.
Ryabov, B. I.; Pilyeva, N. A.; Alissandrakis, C. E.; Shibasaki, K.;
Bogod,
V. M.; Garaimov, V. I.; Gelfreikh, G. B.
Coronal
Magnetography of an Active Region From Microwave Polarization
Inversion Solar Physics, V185 p 157, 1999
|
| 4.7.2. |
Список основных публикаций
руководителя проекта в рецензируемых журналах за последние 3
года:
1. Kundu, M. R.; White, S. M.; Garaimov, V. I.;
Manoharan, P. K.; Subramanian, P.; Ananthakrishnan, S.; Janardhan,
P. Radio Observations of Rapid Acceleration in a Slow Filament
Eruption/Fast Coronal Mass Ejection Event
The Astrophysical
Journal, Volume 607, Issue 1, pp. 530-539. 2004
2. Kundu, M.
R.; Garaimov, V. I.; White, S. M.; Krucker, S. Nobeyama
Radioheliograph and RHESSI Observations of the X1.5 Flare of 2002
April 21 The Astrophysical Journal, Volume 600, Issue 2, pp.
1052-1060. 2004
3. Kundu, M. R.; Garaimov, V. I. Distinctive
spatial configuration of a class of microwave flaring
sources
Advances in Space Research, Volume 32, Issue 12, p.
2497-2502. 2003
4. White, S. M.; Kundu, M. R.; Garaimov, V.
I.; Yokoyama, T.; Sato, J. The Physical Properties of a Flaring
Loop
The Astrophysical Journal, Volume 576, Issue 1, pp. 505-518.
2002
5. Garaimov, V. I.; Kundu, M. R. Multiple-loop structure
of a solar flare from Microwave, EUV and X-ray Imaging Data
Solar Physics, v. 207, Issue 2, p. 355-367
(2002).
|
| 4.8. |
Перечень оборудования и
материалов, имеющихся у коллектива для выполнения
проекта:
уникальный спектрально-поляризационный наблюдательный
комплекс установленный на РАТАН-600
оптическая линия связи со
входам в Интернет
существующая система регистрации на базе двух
персональных компьютеров
|
| 4.9. |
Перечень оборудования и
материалов, которые необходимо дополнительно приобрести, изготовить
или отремонтировать для успешного выполнения проекта:
3
персональных компьютера (100000 рублей) для обеспечения
быстродействующей многоканальной цифровой регистрации, обработки и
архивизации данных наблюдений.
|
| 4.10.1. |
Сроки проведения в 2006 г.
экспедиции по тематике проекта, если это
необходимо:
|
| 4.10.2. |
Ориентировочная стоимость
экспедиции (в руб.):
|
| 4.10.3. |
Регион проведения
экспедиции:
|
| 4.10.4. |
Название района проведения
экспедиции:
|
Подпись руководителя
проекта:
| |