ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ХАОТИЧЕСККОЙ ДИНАМИКИ СИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СОЛНЦА

Костюченко И.Г.¹,  Поляков Ю.С.²,  Тимашев С.Ф.¹

¹Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я.Карпова, Москва, Россия, e-mail: irkost@itep.ru,  serget@mail.ru

² US PolyResearch, Ashland, USA

e-mail:  ypolyakov@uspolyresearch.com

Рассмотрено поведение хаотической составляющей вариаций индексов солнечной активности, непосредственно связанных с сильными магнитными полями, наблюданмыми на поверхности Солнца: чисел Вольфа, площадей солнечных пятен и полного потока радиоизлучения на 2800МГц. Значение последнего, как известно, в существенной степени определяется состоянием солнечной атмосферы над активными областями и пропорционально их количеству и размеру.

Для анализа ряда использовался метод Фликкер-шумовой спектроскопии (ФШС) (1,2), основанный на совместном анализе свойств спектров мощности  временных рядов измеряемой динамической переменной  и их структурных функций (разностных моментов второго порядка). Одним из достоинств метода является возможность разделять вклад в вариации наблюдаемой переменной резонансной (периодической) и хаотической составляющих. Это особенно важно, когда анализируются временные ряды такой переменной, для которой хаотическая составляющая вариаций имеет существенно меньшую амплитуду, чем периодическая. В качестве феноменологических параметров при параметризации хаотического сигнала использовались: n -спектральный индекс (показатель наклона спектра мощности) и H₁ -константа Хёрста, определяемая из структурной функции.  Значения n и H₁ были получены для нескольких частотных интервалов, причем в низкочастотном интервале, где вклад периодической составляющей существенен, применена вычислительная процедура, разработанная в ФШС. Показано, что:

-  в вариациях значения чисел Вольфа хаотическая динамика проявляется на всех временных шкалах, причем спектральный индекс является параметром, чувствительным к изменению ее характера;    

- для рассмотренного процесса в частотном интервале  0.02мес^-1<f~< 0.5мес^-1  (f-частота)   не выполняется общепринятое соотношение 2H₁ = n-1 что связано с преобладающим вкладом в структурную функцию  крупномасштабных хаотических флуктуаций измеряемой  переменной;          

-значение спектрального индекса n изменяется на временний шкале порядка 2 года; это время совпадает с характерным периодом солнечного цикла, получаемого в теории солнечного динамо. Полученный результат позволяет предположить, что существует процесс, который медленно изменяет условия функционирования солнечного динамо, т.е. указывает на существование нестационарных условий магнитной конвекции на Солнце на временных масштабах больше нескольких лет; делается предположение о природе такой не стационарности.

-найденное значительное различие в характере хаотической динамики между рассмотрннными индексами СА на временных масштабах порядка и меньше года, по-видимому, связано с тем, что динамика потока радиоизлучения на частоте 2800МГц в большей степени, чем чисела Вольфа и площади солнечных пятен характеризует сложность и изменчивость  локальных конфигураций сильных магнитных полей на поверхности Солнца и их напряженность.

-анализ регрессионных соотношений указывает на наличие предела на размер отдельных групп пятен и сложность конфигурации магнитного поля в них.

Литература

1.  1.Тимашев С.Ф. Фликкер-шумовая спектроскопия: информация в хаотических сигналах. М.: Физматлит. 2007. 248 с.

2.  Timashev S.F., Polyakov Yu.S. Fluctuation and Noise Letters // 2007. V. 7. N. 2. P. R15.

© Copyright 2008. All rights reserved. Contact to Victor Martynyuk: ubs@science-center.net  tel.: +38 050 6535592