Численные и аналитические модели энерговыделения в солнечных нановспышках

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-22-00879

НазваниеЧисленные и аналитические модели энерговыделения в солнечных нановспышках

Руководитель Завершинский Дмитрий Игоревич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" , Самарская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-703 - Солнце и Солнечная система

Ключевые слова Солнечная физика, солнечная активность, физика плазмы, магнитная гидродинамика, нановспышка, вспышка, корональная петля, радиационное охлаждение

Код ГРНТИ29.27.21

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на создание эффективной расчётной модели солнечной нановспышки. Под нановспышками подразумеваются события на Солнце, в ходе которых разово выделяется энергия от 10^24 до 10^27 эрг. Это колоссальные объёмы по земным меркам, которые, однако, составляют до одной миллиардной от энергии обычных солнечных вспышек, что объясняет такое название. Нановспышки, по современным представлениям, содержат значительную часть вспышечной энергии Солнца (по некоторым оценкам более 99 %), однако мало изучены, так как с трудом наблюдаются даже самыми современными космическими инструментами. Любое исследование, направленное на улучшение понимания, как формируется данная компонента активности, имеет высокую значимость для физики Солнца, а также для физики звёзд солнечного типа. Конкретной задачей проекта является создание математического аппарата (модели) для эффективного определения параметров нановспышек (их температур, плотностей плазмы, и, главное, их энергии) по наблюдаемым профилям излучения. Такие модели существуют для больших вспышек, однако предназначены для исследования отдельных событий, требуют значительных вычислительных ресурсов и времени. Для приложения к нановспышкам требуются эффективные модели, способные за короткие времена обработать сотни тысяч и миллионы событий. Такие модели в настоящее время отсутствуют. Мы полагаем, что создание и распространение таких моделей в среде специалистов по физике Солнца (в том числе в виде открытого кода), будет способствовать прогрессу в данной области, а также закреплению за нашей наукой статуса одного из лидеров в данной области знаний. Для создания математического аппарата мы планируем исходить из предположения, что физика нановспышек подобна физике обычных вспышек, но отличается масштабом и временами. Благодаря более компактным размерам и возникает возможность более простого описания данного явления. Мы рассчитываем и планируем получить в ходе проекта не только численные, но и аналитические модели события (последние типы моделей особенно ценны для солнечной физики). В рамках проекта мы также предполагаем самостоятельно собрать и проанализировать экспериментальную информацию о значительном числе нановспышек (до нескольких миллионов) с целью верифицировать математические модели и явно определить степень их достоверности. Результаты анализа такого большого числа событий представляют и самостоятельный научный интерес. Ранее максимальное проанализированное число нановспышек в рамках одного исследования составляло около 100 тысяч событий. Так как солнечные нановспышки составляют значительную (а, более вероятно, доминирующую) часть общей энергии солнечной активности, то мы полагаем, что результаты исследования будут иметь высокую значимость для всей проблематики активности Солнца и как следствие на связанные с ней прикладные вопросы. Данные вопросы, в частности, включают состояние околоземного космического пространства, вопросы физики верхней атмосферы Земли, вопросы физики ионосферы, вопросы коротковолновой радиосвязи и вопросы спутниковой навигации. Соответствующий круг вопросов и связанные с ними вопросы безопасности техники и здоровья человека, входят в число основных вызовов, стоящих перед современной цивилизацией. Также вопросы активности Солнца играют ключевую роль в вопросах освоения космического пространства и в вопросах обеспечения бесперебойной работы транспортных и космических систем. В состав коллектива входят 4 специалиста в области физики Солнца, трое из которых имеют учёную степень (два кандидата наук и 1 доктор наук). Коллектив имеет значительный опыт проведения экспериментальных и теоретических научных исследований, регулярно публикуется в журналах мирового уровня. Нет сомнений, что данный проект также будет успешно выполнен.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Завершинский Д.И., Богачёв С.А., Белов С.А., Леденцов Л.С. Метод поиска нановспышек и их пространственное распределение в короне Солнца Astronomy Letters - Письма в Астрономический журнал, ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2022, том 48, № 9, с. 665–675 (год публикации - 2022)
10.31857/S0320010822090091

2. Завершинский Д.И., Белов С.А., Богачёв С.А., Леденцов Л.С Энергетические распределения нановспышек в короне Солнца и методы их регистрации ТРУДЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ БАЙКАЛЬСКОЙ МОЛОДЕЖНОЙ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКЕ и Конференции молодых ученых «Взаимодействие полей и излучения с веществом», Секция А. Астрофизика и физика Солнца. БШФФ-2022. С. 43–45. (год публикации - 2022)

3. Богачёв С.А., Ерхова Н.Ф. Измерение энергетического распределения нановспышек малой мощности Солнечно-земная физика (год публикации - 2023)

4. Белов С.А., Завершинский Д.И., Богачёв С.А., Леденцов Л.С. Темп формирования солнечных нановспышек в различных спектральных диапазонах АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2023, том 100, № 12, с. 1–10 (год публикации - 2023)

5. Богачёв С.А., Завершинский Д.И., Белов С.А., Леденцов Л.С. Измерение энергетического распределения нановспышек малой мощности Материалы Восемнадцатой ежегодной конференции "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, г. Москва, 6-10.02.2023. – Москва, 2023. – С. 81., Материалы Восемнадцатой ежегодной конференции "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, г. Москва, 6-10.02.2023. – Москва, 2023. – С. 81. (год публикации - 2023)

Публикации