Обернені задачі переносу випромінювання та діагностика атмосфери Сонця - Автореферат

Тільки в середині 90-х років у звязку з появою інверсних алгоритмів зявилась можливість проводити діагностику атмосфер Сонця та зір на новому, вищому рівні. Сучасний стан дослідження атмосфери Сонця залишається незадовільним в таких напрямках: - існує потреба покращення уявлень про неоднорідну структуру та динаміку фотосфери Сонця; про фотосферну конвекцію, включаючи нададіабатичний шар і зону проникаючої конвекції; про проникнення гранул у верхні шари атмосфери та температурну інверсію; про тонку структуру конвективних потоків і поле турбулентних швидкостей; нерозвязаним залишається питання про стратифікацію флуктуацій термодинамічних та кінематичних параметрів неоднорідних моделей; питання про узгодження спостережуваних і відтворених за неоднорідними моделями флуктуацій температури, швидкості та інших величин вимагає подальших досліджень; На сучасному рівні досліджень висока якість та однорідність спостережуваних даних вимагають точного розвязку рівнянь переносу випромінювання в неоднорідному середовищі, повного врахування механізмів утворення фраунгоферових ліній, адекватності та надійності відтворення фізичних умов у неоднорідній нерівноважній плазмі, що дозволяє вивчати утворення ліній і фізичні умови в реальних атмосферах Сонця та зір, тонку структуру як самої атмосфери, так і її структурних елементів, дослідити конвективні рухи та хвильові процеси в неоднорідному середовищі. Основна мета роботи - діагностика структури та динаміки реальної нерівноважної атмосфери Сонця на різних просторових масштабах (від субгрануляційних до глобальних) вдосконаленими прямими та інверсними методами; вирішення цієї проблеми вимагає комплексного розвязання ряду задач: - отримати інверсними методами за спектральними спостереженнями сітку моделей неоднорідної атмосфери Сонця; Для розвязання оберненої задачі нерівноважного переносу випромінювання використані модифіковані нами функції відгуку, а також стабілізатори Тихонова, що забезпечило гладкість розвязку, істотно зменшило його осциляції та залежність від стартових значень відтворюваних параметрів, суттєво підвищило надійність відтворення, дозволило провести не-ЛТР діагностику. сонце спектральний атмосфера фотосфернийУ Вступі дана загальна характеристика роботи, обгрунтована актуальність теми дисертації, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, зазначено особистий внесок здобувача, наведено відомості стосовно апробації та публікації результатів досліджень, які винесені на захист. Остання проблема відноситься до числа нерозвязаних задач нерівноважного переносу випромінювання; а дослідження ефектів горизонтального переносу випромінювання при утворенні ліній нейтрального заліза в неоднорідній атмосфері Сонця - відсутні. Питання про механізми збудження осциляцій, про поширення хвиль у неоднорідній стратифікованій атмосфері Сонця, про звязок між коливаннями та грануляційною структурою залишаються відкритими. Спостереження випромінювання Сонця як зорі виявляють коливання не тільки швидкості, але і його яскравості; причому амплітуда коливань яскравості становить декілька мільйонних часток світності Сонця. Незважаючи на різні аспекти досліджень коливань яскравості Сонця, інверсні підходи до дослідження стратифікації температурних збурень, що зумовлюють варіації яскравості Сонця, відсутні.Обернена задача переносу випромінювання зводиться до знаходження стратифікації параметрів моделі атмосфери (температура, поле швидкостей і т.п.) з умови найкращого співпадіння теоретичних профілів, порахованих в рамках отриманої моделі, зі спостережуваними. При розвязуванні обернених задач переносу випромінювання застосовуються функції відгуку, які описують чутливість профілів ліній на даній глибині до варіацій відповідних параметрів моделі. Задача зводиться до знаходження таких незначних глобальних збурень температури фотосферних шарів Сонця, які дають спостережувані варіації яскравості Сонця. У звязку з цим інтерпретація спостережуваних профілів з високим просторовим розділенням вимагає врахування та розуміння дії не-ЛТР ефектів та ефектів горизонтального переносу випромінювання як особливостей нерівноважного утворення ліній в неоднорідному середовищі. Виявляється, що в умовах малої (гарячої) плями зіткнення з електронами термалізують випромінювання в лініях нейтрального заліза, тоді як у випадку великої (холодної) плями зіткнень з електронами недостатньо для термалізації випромінювання; в умовах великої плями випромінювання в лініях Fe I термалізується під дією зіткнень з атомами нейтрального водню.У дисертації приведено новий розвязок важливої для діагностики реальної атмосфери Сонця проблеми - проблеми нерівноважного переносу випромінювання (пряма та обернена задачі) в неоднорідній астрофізичній плазмі.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ