Радиоинтерферометрические исследования вспышечных процессов с тонкой временной структурой микроволнового излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.03, доктор физико-математических наук Гречнев, Виктор Васильевич

• Гречнев, Виктор Васильевич
• доктор физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Гречнев, Виктор Васильевич

I. ВВЕДЕНИЕ.

1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВСПЫШЕК С ТОНКОЙ ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ НА ССРТ.

1.1. Проблемы инструментальных исследований вспышек с тонкой временной структурой.

1.2. Солнечные инструменты, способные наблюдать микроволновые ССИ.

1.3. Характеристики линейного аддитивного интерферометра с частотным сканированием.

1.4. Факторы, влияющие на характеристики ССРТ.

1.5. антенно-фидерная система.

1.6. приемно-регистрирующие системы для записи тонкой структуры всплесков.

1.7. Системы синхронизации.

1.8.0 двумерном режиме ССРТ.

1.9. О влиянии распространения излучения в среде на интерферометрические наблюдения.

1.10. Результаты главы 1.

2. ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ДАННЫХ.

2.1. Базовые средства обработки данных.

2.2. Обработка многоканальных записей, выполненных в быстром режиме.

2.3. Измерение размеров, координат и потоков источников.

2.4. Методы обработки двумерных изображений.

2.5. Совместная обработка данных ССРТ с данными других диапазонов излучения.

2.6. Комплекс IDL-программ для обработки данных ССРТ.

2.7. База данных о солнечных активных областях на основе IDL.

2.8. Пример использования разработанных методик и программ: идентификация радиоволокон, наблюдавшихся на ССРТ.

2.9. Анализ первых наблюдений на ССРТ в двумерном режиме.

2.10. Результаты главы 2.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ НА ССРТ СУБСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ В СОЛНЕЧНОМ ИЗЛУЧЕНИИ.

3.1. Первые наблюдения на ССРТ с высоким временным разрешением.

3.2. Первые наблюдения на ССРТ субсекундных импульсов в излучении вспышек (1992 г.).

3.3. Размеры источников субсекундных импульсов излучения.

3.4. Исследование характеристик субсекундных импульсов.

3.5. Результаты главы 3.

4. КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК С СУБСЕКУНДНОЙ ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ ПО ДАННЫМ ССРТ И ОБСЕРВАТОРИИ НОБЕЯМА.

4.1. Вспышка 3 марта 1994 г.

4.2. Вспышка 7 сентября 1992 г.

4.3. Излучение субсекундных импульсов во вспышке 6 сентября

1992 г.

4.4. Лимбовая вспышка 2 ноября 1992 г.: физические условия и сценарий.

4.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Радиоинтерферометрические исследования вспышечных процессов с тонкой временной структурой микроволнового излучения»

Интерес к исследованию процессов солнечной активности связан как с растущими требованиями к прогнозу геоэффективных явлений, так и с рядом фундаментальных задач физики плазмы, поскольку атмосфера Солнца, после магнитосферы Земли, — ближайшая природная лаборатория, позволяющая изучать в естественных условиях недоступные лабораторным исследованиям явления, происходящие на звездах.

Процессы солнечной активности, порождаемые выходом глубинных магнитных полей, разыгрываются в солнечной короне в чрезвычайно широком диапазоне временных и пространственных масштабов. Солнечные вспышки — одно из наиболее мощных проявлений солнечной активности, значимых для геофизических процессов. Выяснение природы вспышек является одной из важнейших и актуальных задач солнечной физики в течение ряда лет. Прогресс в этой области сулит также понимание широкого круга явлений в космической плазме, в лабораторных установках термоядерного синтеза, создание надежного прогноза радиационной обстановки в околоземном пространстве и геофизической обстановки на Земле.

Радионаблюдения позволяют изучать корональные явления на фоне солнечного диска, существенно дополняя и обогащая данные рентгеновских наблюдений. Они обеспечивают измерения тепловой и нетепловой компонент плазмы в спокойных и возмущенных условиях в короне, вплоть до выбросов корональной массы. Радиоастрономические наблюдения позволяют измерять корональные магнитные поля, дают возможность диагностики температуры и параметров электронов высоких энергий: это один из наиболее чувствительных методов для энергий более 100 кэВ и почти единственный метод изучения источников ускорения частиц и выделения энергии во внешней короне.

О существовании тонкой временной структуры в радиоизлучении вспышек известно в течение нескольких десятилетий. Субсекундные импульсы излучения (ССИ) наблюдаются во всех диапазонах радиоизлучения вспышек. Вспышки с тонкой временной структурой представляют особый интерес, так как ССИ, вследствие их корреляции в ряде случаев с жестким рентгеновским излучением, связываются с процессами первичного энерговыделения и ускорения электронов [121, 91]; выяснение же механизмов первичного вспышечного энерговыделения привело бы к существенному прогрессу в понимании природы солнечных вспышек. Проблема тонких временных структур связана также с проблемой фрагментации вспышечного энерговыделения [220].

Ключевую роль при интерпретации вспышечного процесса играют магнитные поля активных областей и их конфигурация. Величина магнитного поля в области генерации ССИ может быть определяющей при отождествлении механизма излучения ССЙ. Этими обстоятельствами определяется необходимость исследований вспышечных процессов с высоким пространственным и временным разрешением. Изучение тонкой пространственно-временной структуры микроволнового излучения может также стать перспективным методом исследования пространственной структуры вспышечных областей и плазменных процессов, так как импульсы излучения кратковременны и предполагается, что их источники очень компактны: косвенные оценки размеров источников ССИ по данным дециметрового диапазона дают ~ 102.103 км.

К началу настоящего исследования основной экспериментальный материал был получен в наблюдениях метрового и дециметрового диапазонов без пространственного разрешения. Было установлено, что частота появления ССИ снижается с укорочением длины волны излучения. Тем не менее, в сантиметровом диапазоне ССИ также наблюдались [122, 123, 127, 199]. Для объяснения генерации ССИ дециметрового диапазона наиболее популярна и разработана модель электронного циклотронного мазера [91, 155, 180-182, 221]. Для его реализации требуются, наряду с неравновесным распределением электронов по скоростям (формированием конуса потерь), высокие значения напряженности магнитного поля и плотности плазмы, что предполагает генерацию излучения в основаниях магнитных петель. Поляризация близка к 100%, излучение узко-полосно (Дсо/со < 3%). Экстраполяция этих характеристик ССИ в микроволновый диапазон приводит к оценке их длительности в несколько миллисекунд. Предложен также плазменный механизм генерации ССИ [199, 222]. И в этом случае требуются высокие значения плотности плазмы. Возможно, что излучение также может быть довольно узкополосным.

О характеристиках и происхождении ССИ в микроволновом диапазоне имелись весьма ограниченные сведения [91, 95, 121]; морфология микроволновых ССИ не была изучена. Связь источников ССИ со вспышечными активными областями не была доказана. До настоящего времени природа излучения ССИ до конца не выяснена, ни одна из современных теоретических моделей не стала общепринятой, и вопрос об их интерпретации остается открытым. К началу настоящего исследования (и до настоящего времени, помимо наших работ) были известны лишь единичные сообщения о наблюдениях ССИ с пространственным разрешением [143, 160, 163, 213]. Адекватность имеющихся моделей трудно проверить без знания положения источников ССИ на диске Солнца и их размеров. Этим определяется необходимость интерферо-метрических исследований [1,212]. Координатная информация позволяет установить солнечное происхождение наблюдаемых событий. Существенна и более высокая чувствительность по сравнению с радиометрами, поскольку излучение вспышечной области здесь не маскируется излучением других областей Солнца.

Вопрос о наблюдениях ССИ на комплексе ССРТ [83-85, 197-198] ставился в 80-х гг. A.B. Степановым и Ю.М. Розенраухом, но тогда инструментальные возможности ССРТ (прежде всего, временное разрешение) не позволяли решить эту задачу. Узкая полоса излучения ССИ и редкость их наблюдений в микроволновом диапазоне ставили под сомнение возможность их регистрации на ССРТ. Поскольку ССРТ не был приспособлен для регистрации быстрых вспышечных явлений, необходимо было оснастить его адекватными инструментальными средствами. Требовались приемное устройство с высоким временным разрешением; известная диаграмма направленности с малыми искажениями; высокая точность межсистемной синхронизации ССРТ и синхронизация со всемирной шкалой времени. Принципиальная возможность регистрации на ССРТ субсекундного импульсного излучения в одномерном аддитивном режиме была показана Т. А. Тресковым [88-89] и затем была исследована автором [17] и подтверждена экспериментально [3, 102, 104, 106, 107]. Дальнейшее развитие инструментально-методические аспекты регистрации ССИ на ССРТ получили в диссертациях С.К. Коновалова [43] и C.B. Лесового [50], что увенчалось серией наблюдений на спаде 22"г0 цикла солнечной активности [102-113].

Накопленный наблюдательный материал, доступные комплексные данные других диапазонов излучения открыли возможности изучения физических условий во вспышечных областях и получения качественно новой диагностической информации о параметрах плазмы и характеристиках электронов во вспышечных магнитных петлях.

Настоящее исследование в целом направлено на системное изучение характеристик ССИ в солнечном микроволновом излучении, верификацию существующих моделей генерации ССИ, изучение пространственной структуры и диагностику параметров плазмы во вспышечных областях. Подход к решению этих проблем основан на использовании комплексных данных различных диапазонов солнечного излучения.

Исследование субсекундных структур в микроволновом излучении вспышек потребовало создания новых, адекватных методик и программных средств обработки больших массивов данных ССРТ в ранее мало исследованном многочастотном режиме, обработки данных других солнечных инструментов и их совместного анализа, развитию методологии комплексного эксперимента в солнечной физике. К началу работ эти задачи фактически не были решены. Для идентификации источников ССИ в солнечном излучении и исследования их связи со вспышечными процессами потребовалось создание базы данных об активных областях. Решение этих методических вопросов составляет существенную часть работы.

Цель работы заключается в решении следующих основных задач:

1. Оснащение комплекса ССРТ инструментальными средствами для изучения микроволнового излучения вспышек с высоким временным и пространственным разрешением и исследование инструментально-методических аспектов его регистрации.

2. Создание комплекса методик и программных средств обработки данных ССРТ и их совместного анализа с данными различных диапазонов солнечного излучения, обмена и совместных исследований с другими обсерваториями.

3. Исследование пространственных, временных и поляризационных характеристик субсекундных импульсов в микроволновом излучении Солнца и изучение их связи с активными областями и вспышечными явлениями.

4. Исследование динамики развития вспышек и физических условий во вспышечных областях.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях, симпозиумах и совещаниях в 1982.1998 гг., семинарах в ИСЗФ СО РАН и Обсерватории Нобеяма (Япония), опубликованы в 28 работах в отечественных и зарубежных журналах (в 1983-1999 гг.). Практической апробацией полученных в диссертации результатов явилось их использование при- создании и развитии ряда систем ССРТ, мониторинге солнечной активности и выполнении оригинальных исследований, обработке и анализе данных ССРТ и радиогелиографа Нобеяма совместно с данными других инструментов. Достоверность полученных результатов подтверждается их согласованностью при использовании разных методик и данных.

Содержание работы

Первая глава рассматривает инструментально-методические аспекты регистрации субсекундной временной структуры вспышек. Проанализированы особенности методов и техники солнечных наблюдений с высоким временным разрешением. Рассмотрены радиотелескопы, способные наблюдать вспышки с тонкой временной структурой, возможности совместных исследований с ССРТ. Наиболее перспективным представляется сотрудничество с Радио Обсерваторией Нобеяма, оснащенной радиогелиографом (КоЬеуата КаШоЬеНо^арЬ — КоТШ) и многоволновым комплексом радиополяриметров, на которых ведутся непрерывные наблюдения при почти полном перекрытии времени наблюдений с ССРТ [136, 185, 186, 189].

Наблюдения с высоким временным разрешением на ССРТ возможны в одномерном аддитивном режиме. Исследованы зависимости ряда характеристик линейного аддитивного радиоинтерферометра (эффективной площади, диаграммы направленности, антенной температуры с учетом взаимного затенения антенн) и данных наблюдений на ССРТ от направления приема и параметров систем радиотелескопа (полосы частот, постоянной времени) [26], возможности адаптации режима и характеристик при наблюдениях всплесков радиоизлучения [22, 26].

При вспышках яркость радиоисточников достигает исключительно высоких значений. В этих условиях регистрация пространственной структуры на фоне боковых лепестков диаграммы направленности (ДН) предъявляет жесткие требования к ДН инструмента. Проведен анализ влияния на качество данных разработанных систем управления наведением антенн и другими подсистемами антенно-фидерного комплекса (АФК) [16, 17] и межсистемной синхронизации радиотелескопа [17, 18, 25]. Реализация управляющих систем в стандарте КАМАК обеспечила длительную жизнеспособность системы.

Разработана методика, позволяющая учесть влияние ошибок наведения амплитудными и фазовыми поправками в распределении поля по апертуре интерферометра [16, 17]: амплитуды в исходном распределении взвешиваются с ДН каждого антенного элемента по полю при его заданном наведении. Показано, что зависимость фазовых поправок от ошибок наведения квадратичная, исследовано их влияние на регистрируемые данные. Разброс в наведении АЭ и отдельные отказы в антенной системе не влекут неприемлемых искажений аддитивной ДН, поскольку избыточность пространственного спектра ССРТ в аддитивном режиме делает его мало чувствительным к единичным ошибкам. Разброс наведения АЭ слабо влияет на форму ДН радиоинтерферометра. Наличие систематической составляющей ошибки в наведении всех АЭ приводит к тому, что наблюдаемое распределение радиояркости взвешивается со смещенной огибающей ДН АЭ. Величина ошибки может быть измерена с помощью дискретного сопровождения [211].

Дан обзор используемых методов фазирования волноводной системы ССРТ и соответствующих управляющих устройств. Ошибки наведения А9, искажают результатов измерения фазового распределения пропорционально аг^(аА9;) [16].

Разработаны методы контроля и управляющие устройства системы измерения поляризации. Для реализации предложенного Т.А. Тресковым способа, позволяющего за счет отключения части АЭ сократить перерывы при наблюдениях вспышечных явлений, разработаны устройства управления заполнением апертуры ССРТ.

Временное разрешение ССРТ (0,2 с) ограничивалось возможностями приемной системы, построенной на основе многоканального фильтра с фиксированной сеткой частотных каналов1. Вследствие сложности системы адаптация ее характеристик сопряжена со значительными затратами труда и времени. Преодолеть эти трудности позволил разработанный макетный акустооптический приемник2 (АОП) [1921], на основе которого создана многоканальная программно-управляемая приемно-регистрирующая система ССРТ с временным разрешением 56 мс [50]. Высокое временное разрешение достигнуто благодаря распределенной обработке информации в системе [24]. Исследованы характеристики АОП, возможности их оптимизации при наблюдении ССИ, разработаны соответствующие средства. Экспериментально подтверждено снижение потерь пространственного разрешения на высоких интерференционных порядках при оптимальном формировании сетки частот приемного устройства по сравнению с фиксированной частотной сеткой. При исследовании АОП измерена чувствительность ССРТ, оказавшаяся для обоих приемников близкой к 0,04 с.е.п. (400 Ян) на канал3.

Межсистемная синхронизация ССРТ обеспечивается разработанной сетью опорных частот, генерирующей и транслирующей опорные сигналы к модуляторам и на приемный комплекс с точностью 5 мкс [18]. Для координатной и временной привязки разработана система точного времени [25], воспроизводящая местную шкалу времени и передающая ее с точностью 2 мс ко всем системам ССРТ. Синхронизация

1 это решение, не имевшее практической альтернативы в годы проектирования, ограничивало наблюдательные возможности ССРТ

2 был предложен проф. H.A. Есепкиной (СПбГТУ)

3 по уровню 2g; измерения выполнены в 1992 г. с всемирной шкалой времени до 1997 г. производилась вручную (точность ~ 0,5 с), в настоящее время осуществляется по радиосигналам системы GPS.

Двумерный режим ССРТ не может быть непосредственно использован в наблюдениях ССИ, поскольку временное разрешение в этом режиме ~ 1 мин. Однако двумерные изображения, полученные близко к моментам регистрации ССИ, исключительно ценны: они представляют двумерную структуру излучающей области; с их помощью можно повысить точность локализации радиоисточников по одномерным пространственным профилям. Поэтому уделено внимание и этому режиму: исследованы основные характеристики направленности ССРТ в двумерном режиме и их зависимость от параметров приемной системы; разработана эффективная методика построения двумерных радиоизображений.

Кратко рассмотрено влияние на интерферометрические наблюдения эффектов распространения излучения в солнечной короне, в гелиосфере, в атмосфере Земли. Рассчитана ДН линейного аддитивного радиоинтерферометра в промежуточной зоне. Показано, что эффекты распространения излучения должны учитываться и в сантиметровом диапазоне.

Изложенные результаты являются существенной частью проведенных творческим коллективом разработок и исследований, в результате которых на ССРТ был создан инструментальный комплекс для наблюдений быстропеременных вспышеч-ных процессов.

Вторая глава посвящена обработке и анализу данных.

Исследование субсекундных структур в микроволновом излучении потребовало обработки больших массивов данных ССРТ в ранее мало исследованном многочастотном режиме, для чего необходимы специальные методы. ССРТ — единственный современный солнечный радиоинтерферометр, использующий частотное сканирование4, что исключает возможность заимствования существующего программного обеспечения. С другой стороны, вследствие различных механизмов радиоизлучения и их зависимости от параметров излучающих электронов исследование вспышечных процессов проблематично без совместного анализа данных различных диапазонов излучения — радиогелиограмм, рентгеновских изображений, магнитограмм. Фактически эти задачи еще не были решены к началу работ и потребовали создания новых, адекватных методик и разработки соответствующего программного комплекса.

4 в настоящее время основной метод формирования изображений — апертурный синтез

Эти проблемы характерны для многих исследований, и автором была поставлена задача создания методического и программного инструмента, применимого для решения различных задач солнечной и солнечно-земной физики, обмена данными и программами и совместных исследований с другими обсерваториями.

Важен выбор языковой базы для обработки и анализа данных по следующим причинам. Работа с данными ведется в несколько этапов: вначале выполняются калибровка и отбраковка данных, представление в стандартной форме; затем просмотр, отбор записей; сравнение с данными других диапазонов; измерение характеристик источников; наконец, оценки физических условий, модельные расчеты. Первый уровень обычно хорошо формализован и реализуется рутинными программами. Последующий анализ данных ведется часто в условиях, когда неясны не только методики, но даже подход к решению задачи. В таких условиях оптимален диалоговый (интерактивный) режим, позволяющий просматривать данные различных типов, опробовать подходы к их возможному использованию, оперативно испытать разнообразные методики обработки данных. Для решения таких задач эффективен интерактивный язык IDL5, используемый в течение ряда лет многими астрономическими исследовательскими центрами. В отличие от традиционных языков программирования — компиляторов, при использовании которых на каждом шаге отладки методики происходит прерывание работы с данными, в среде IDL этот процесс неразрывен; результат каждого действия может быть проконтролирован и скорректирован непосредственно после его выполнения. Поэтому EDL был выбран в качестве базового языка.

Работа с данными на DDL удобна благодаря развитому графическому представлению информации, формализованной работе с массивами, оснащенности математическими и астрономическими библиотеками. Высокий уровень языка превращает отладку программ в отладку методик, позволяет пользователю быть исследователем, а не программистом, и без труда модифицировать даже чужие программы, что дает возможность оперативно адаптировать программные средства к многообразным требованиям различных физических задач. IDL-программы и форматы данных совместимы на различных платформах: MS Windows, Macintosh, UNIX, VMS. Эти обстоятельства и организация IDL как интерпретатора, позволяющая работать с данными в интерактивном режиме, даже без написания программ, делают его непревзойденно удобным средством обработки и анализа экспериментальных данных.

5 фирма-разработчик - Research Systems, Inc., http://www.rsinc.com

Работа со стандартизованными данными по отработанным методикам наиболее эффективна с помощью программ с графическим интерфейсом. На EDL можно создавать и такие программы. Наглядность и эффективность графического интерфейса — фактически квазиестественного языка общения с компьютером — позволяет использовать такие программы и исследователями, не владеющими программированием. Путь, на котором все этапы разработки методик и работы с данными осуществляются в рамках единой языковой базы, оптимален.

Результатом всех этих обстоятельств, на первый взгляд, технологического характера является стратегическое изменение стиля, эффективности и результативности работы с данными.

Подход состоит в следующем6. Разработка методик и программ ведется параллельно и одновременно с многоступенчатой обработкой и анализом данных в диалоговом режиме, возможном в среде IDL:

• В естественном диалоговом режиме осуществляются разработка, формализация, отладка новой методики или методики работы с данными нового типа. На начальном этапе разработки эффективно использование систем, оперирующих с аналитическими выражениями, и численное моделирование.

• Процедура, реализующая разработанную методику, испытывается на ряде наборов данных. В процессе получения конкретных результатов корректируется и используемая методика.

• Испытанная методика реализуется в виде программы автоматической обработки или программы с графическим интерфейсом (когда требуется участие исследователя). В силу единства языковой базы разработанные процедуры и фрагменты просто включаются в общую программу.

Для измерения конкретной физической величины, ее зависимости от других величин создается отдельная программа. Обычно результат ее работы — графическое представление соответствующей характеристики, пространственной структуры и т. п.

Разработана библиотека, содержащая свыше 150 процедур и функций IDL, существенно расширяющих возможности стандартных библиотек, выполняющих процедуры, специфичные для ССРТ, и обеспечивающих удобство совместного ана

6 Этот подход имеет достаточно общий характер вследствие необходимости постоянного совершенствования методик работы с данными и привлечения данных новых типов. лиза данных различных инструментов [167]. Библиотека испытана на UNIX и MS Windows для DDL 3.0.1 и более поздних версий.

Общие задачи обработки данных: коррекция инструментальных характеристик; поиск искажений и повышение качества данных; просмотр; поиск и выделение интересующих особенностей; амплитудные и пространственные калибровки; усреднение и интерполяция; оценки параметров радиоисточников и их вариаций. Отдельный важный вопрос — совместный анализ данных различных инструментов.

Методики существенно зависят от размерности массивов данных, определяемой их типом:

• последовательности многоканальных отсчетов (одномерных пространственных профилей — «сканов»), записанных в быстром режиме на ССРТ;

• двумерные изображения Солнца, полученные на различных инструментах;

• последовательности двумерных кадров — трехмерные массивы;

• одномерные массивы — пространственные профили, получаемые в аддитивном режиме на ССРТ; временные зависимости характеристик исследуемых объектов, полученные в результате обработки изображений, а также с инструментов, не имеющих пространственного разрешения.

Разработаны соответствующие группы методик обработки и первичного анализа данных. Манипуляция более объемными типами данных сводится либо к более наглядным способам, либо к работе с более простыми типами данных. При анализе последовательностей двумерных кадров выявить существенные особенности помогают интегральные характеристики: максимум яркостной температуры, интегральный поток, эффективные площадь и координаты [110, 147].

В ряде случаев, особенно при обработке записей большой длины, необходимы также автоматические методики и процедуры.

Обработка данных быстрого одномерного режима ССРТ.

Для выравнивания сквозной амплитудно-частотной характеристики тракта передачи сигнала ССРТ была предложена и использована методика калибровки по регистрируемому солнечному излучению.

Разработаны алгоритмы и процедуры поиска моментов переключения усиления, присутствующих в записях мощных вспышек, и восстановления истинных значений усиления по уровням записанных сигналов, а также компенсации дрейфов усиления и нулевого уровня. Разработанная методика автоматического поиска искажений из-за перегрузки усилителей и переключений усиления основана на том, что изображения искаженных источников резко отличаются по ширине.

Разработаны и реализованы методики и программы для просмотра записей с целью поиска всплесков или коротких импульсов.

Точное центрирование одномерного пространственного профиля едва ли возможно без использования двумерных изображений, полученных, например, на МоЯН. В таком случае оно выполняется по источникам 8-компоненты с использованием кросс-корреляционной функции [151, 147]. Калибровка по потоку выполняется автоматически по известной методике вписывания модели «спокойного Солнца» в калибруемый пространственный профиль, с возможностью коррекции в диалоговом режиме.

Движение Солнца относительно ДН ССРТ вследствие суточного вращения Земли приводит к перемещению изображений на сканах. Разработана методика слежения за источниками7 («выпрямление» записи). Обработанные записи используются для построения временных профилей потоков радиоисточников; изучения вариаций структуры исследуемых областей; построения усредненных сканов, использование которых позволяет повысить надежность и точность калибровок.

В записях присутствует модуляция сигнала, вызванная переходами изображения радиоисточника между частотными каналами. Ее глубина зависит от расстояния между каналами, направляющего косинуса и размера источника. Разработана методика оценки размеров источников всплесков, основанная на этом эффекте, с временным разрешением, определяемым периодом модуляции [3, 102, 104, 109].

Прямые измерения размеров источников ССИ выполняются по разности двух близких по времени частотных сканов [105, 166]. Координаты радиоисточников измеряются или как координаты максимумов, или как средневзвешенный центр (эффективен и при искажениях), или как координаты минимумов второй производной (позволяет разделить сложные источники) [147]. Если одномерные пространственные профили записаны на обоих линейных интерферометрах ССРТ, пересечение их ножевых ДН определяет обе координаты. При наблюдениях на высоких интерференционных порядках имеется возможность оценки спектрального индекса излучения [103].

Обработка двумерных изображений.

Для данных ССРТ используются, главным образом, самокалибровки: калибровочная информация извлекается из самих же данных. В сложных случаях изображе

7 идея метода предложена Т.А. Тресковым ния калибруются в диалоговом режиме, а центрирование осуществляется с использованием солнечных изображений, полученных на других инструментах [110, 147].

Разработаны методики для выявления исследуемых деталей и повышения качества изображений; компенсации потемнения к краю для изображений в белом свете и Н«.

Сравнение изображений. Сравниваемые изображения приводятся к единой сетке. Значения координат центра и радиуса либо считываются из файлов данных, либо измеряются в диалоговом режиме. Для сравнения используются наложение контуры/изображение; попеременный вывод сравниваемых кадров на экран; отображение увеличенных фрагментов исследуемой области. Если интервал между наблюдениями, в которых получены сравниваемые изображения, значителен, то изображения совмещаются разработанной процедурой «поворота» плоских изображений Солнца вокруг его полярной оси. Это преобразование используется также при усреднении многих кадров и слежении за развитием активных областей [147].

Совместный анализ двумерных изображений, полученных на ССРТ, с данными радиогелиографа Нобеяма и орбитальных рентгеновских телескопов Yohkoh упрощен, поскольку, по предложению автора, формат двумерных изображений ССРТ выбран тем же: 512x512 пикселов по 4,911", ориентация гелиоцентрическая; тот же формат файлов данных — FITS, принятый в большинстве обсерваторий мира.

Анализ последовательностей двумерных изображений.

В некоторых случаях центровка кадров неустойчива. Методика их стабилизации основана на использовании яркого реперного источника. Разработаны методики и программные средства просмотра последовательностей кадров; выделения фрагментов; усреднения и интерполяции; построения интегральных характеристик [110, 147].

Анализ одномерных профилей.

Обеспечиваются автоматические поиск и выделение окрестностей локальных экстремумов; выделение огибающих; выделение трендов; измерение ширины на полувысоте, средневзвешенного центра; интегрирование и др.

Для использования данных, которые имеются только на бумажном носителе, разработана программа, преобразующая изображение графика, полученное с помощью сканера, в числовой массив.

Программы с графическим интерфейсом.

Соответственно режимам ССРТ, разработаны программные средства, обеспечивающие просмотр записей большой длины; компенсацию перемещения изображений источников на сканах; измерение размеров, потоков и координат радиоисточников; суммирование многих сканов; калибровки и повышение качества двумерных карт; запись данных в формате FITS. Программы оснащены графическим интерфейсом, благодаря чему исследователь получает всестороннее представление о ситуации и может в интерактивном режиме выбрать объект, управлять обработкой и контролировать результаты. Программы удобны для экспресс-анализа данных [147, 166].

Интерактивная база данных активных областей.

Для идентификации наблюдаемых радиоисточников и исследования характеристик и эволюции активных областей разработан «иллюстрированный справочник по активным областям» в форме базы данных IDL, обеспечивающий поиск требуемой информации, ее печать и сохранение в текстовых или графических файлах [142]. Программа с графическим интерфейсом обеспечивает удобную выборку данных измерений в оптическом, радиодиапазоне и данных о магнитных полях. Предусмотрен одновременный просмотр радиокарт полного диска Солнца, полученных на NoRH (17 ГГц). База данных легко встраивается в другие программы.

Работа с данными двумерного режима ССРТ.

С осени 1995 г. на ССРТ ведутся наблюдения в двумерном корреляционном режиме. Ценность двумерных изображений, полученных одновременно с быстрыми одномерными записями (даже и с существенно худшим временным разрешением), — в представлении двумерной структуры излучающих вспышечных областей и повышении точности координатной привязки. Лишь недавно на ССРТ были зарегистрированы первые события с тонкой временной структурой в быстром одномерном режиме одновременно с двумерным, и их изучение только начинается. Созданные методики и программный комплекс позволили работать с данными двумерного режима ССРТ совместно с данными других диапазонов излучения.

Прослежено развитие активной области NOAA7978, в которой 9 июля 1996 г. произошла вспышка балла Х2,6. Перед вспышкой наблюдался компактный, слабопо-ляризованный, довольно яркий долгоживущий радиоисточник, идентифицированный по данным ССРТ как предвестник вспышки — источник, связанный с нейтральной линией фотосферного магнитного поля. Сравнение с магнитограммой показало, что центр его яркости действительно был локализован над линией инверсии в месте ближайшего контакта магнитных «холмов» противоположной полярности [218]. В мягком рентгеновском излучении над NOAA7978 наблюдалась плотная горячая область.

В итоге выполненных исследований и разработок был создан методический аппарат и на его базе реализован программный комплекс на языке ШЬ для обработки данных ССРТ в быстром одномерном и двумерном режимах и совместного анализа с данными других диапазонов излучения, ставший основой обмена данными и программами и совместных исследований с другими обсерваториями.

Разработанные методики и программные средства, ориентированные на многообразие экспериментальных гелиофизических исследований, явились эффективным инструментом, обеспечившим существенное продвижение в ограниченные сроки и при решении ряда других задач солнечной физики: исследованиях развития вспышечно-продуктивных активных областей [218, 219], их магнитных полей [111, 219] и трехмерной магнитной структуры [193]; крупномасштабных магнитных полей Солнца [137]; колебаний в гирорезонансных пятенных источниках [145].

Третья глава посвящена исследованиям на ССРТ импульсного микроволнового излучения Солнца.

Благодаря вводу в 1992 г. акустооптического приемника, время регистрации пространственных профилей радиояркости Солнца на ССРТ было уменьшено до 56 мс, что позволило развернуть регулярные исследования кратковременных микроволновых всплесков с высоким пространственным и временным разрешением. Первые наблюдения всплесков 17 и 18 февраля 1992 г. с временным разрешением 56 мс выявили вариации размеров источников с временами в несколько секунд [102, 104].

Узкая полоса излучения ССИ, ожидавшаяся малая длительность и редкость их наблюдений в микроволновом диапазоне ставили под сомнение возможность их регистрации на ССРТ. Тем не менее, во всплесках 8 июля и 6 сентября 1992 г. были обнаружены импульсы излучения длительностью до временного разрешения. На спаде продолжительного всплеска 8 июля наблюдалась серия ССИ с потоком до 300 с.е.п. Положения источников ССИ и основного всплеска были близки. Идентификация источника подтвердила солнечное происхождение импульсов и их связь с мощной вспышкой (1В/Х1,2) в активной области Ж)АА 7220. Во время всплеска 6 сентября были зарегистрированы два коротких импульса на фазах роста и спада. Временное разрешение регистрирующей системы 56 мс оказалось недостаточным для детального исследования динамики коротких ССИ и разделения их временных, поляризационных и спектральных особенностей.

Вблизи максимума самого мощного из зарегистрированных событий — за-лимбовой вспышки 2 ноября 1992 г. (Х9) — наблюдались слабополяризованные ССИ с потоком до 2700 с.е.п. на высоте ~ 30 тыс. км над фотосферой. Положения источников импульсного излучения и основного всплеска были близки. Отсутствие сильной поляризации и нереалистичность сильного магнитного поля на такой высоте о свидетельствуют в пользу плазменной, нежели мазерной модели генерации ССИ . Наблюдение этого события подтвердило предварительный вывод о том, что наблюдаемые размеры источников ССИ (здесь — до 30 тыс. км [106, 107]) велики и не соответствуют косвенным оценкам.

За трехлетний период с 1992 г. по 1995 г. в ~ 15 % из -200 записанных на АОП всплесков были зарегистрированы ССИ. В среднем, максимальный поток ССИ в событии прямо пропорционален потоку основного всплеска. Во всех случаях, кроме четырех, ССИ излучались активными областями, где в это время были зарегистрированы вспышки в На или рентгеновском излучении. Аналйз оставшихся четырех случаев показал, что они также были связаны со вспышечными явлениями в активных областях. Их отсутствие в каталогах вспышек объясняется низкой интенсивностью, но чувствительность ССРТ оказалась достаточной для их регистрации.

Выявлена зависимость наблюдавшихся размеров источников ССИ от расстояния до центра солнечного диска, согласующаяся с результатами расчетов Т. Бастиана [119] для точечных источников на основе его предположения о существенной роли рассеяния микроволнового излучения на турбулентных неоднородностях плотности плазмы в короне9. Отсюда следует компактность источников ССИ по сравнению с ДН ССРТ, и на основании этих фактов был сделан вывод о влиянии рассеяния на видимые размеры источников импульсного излучения сантиметрового диапазона [105].

Все исследованные источники ССИ, наблюдавшихся в различных событиях на частоте 17 ГГц (NoRH), были компактны (« 10"). Это согласуется с выводом о существенном рассеянии радиоизлучения в короне (эффективность рассеяния ~ X2).

С осени 1993 г. временное разрешение ССРТ было повышено до 14 мс с помощью быстрой системы сбора данных (FDAS)10. Исследования на этой системе подтвердили результаты, полученные на АОП. Было изучено распределение ССИ по длительности, оказавшееся неравномерным [103]. 8

Вывод о несовместимости этих данных с мазерным механизмом сделан Ю.М. Розенраухом. В дальнейших исследованиях напряженность магнитного поля оценена в 300 Гс

9 Внимание на эффект рассеяния в связи с наблюдаемыми на ССРТ размерами радиоисточников ССИ было обращено Ю.М. Розенраухом

10 Работы по созданию РОА8 велись под руководством Б.Б. Криссинеля

Основные свойства ССИ по результатам наблюдений на ССРТ.

• ССИ связаны со вспышечной деятельностью активных областей и наблюдаются в-15% всплесков на частоте 5,7 ГТц. По одномерным данным по. ложения их источников, как правило, совпадают с центрами яркости соответствующих всплесков, однако в единичных случаях наблюдалось смещение на десятки угловых секунд. В одном случае удалось измерить высоту источника ССИ: -30 тыс. км над фотосферой.

• ССИ выделяются по длительности в группу коротких событий (< 1 с); в распределении ССИ выделяется также группа длительностью 140.200 мс.

• В среднем, максимальный поток ССИ, наблюдавшихся в событии, прямо пропорционален потоку основного всплеска.

• ССИ с поляризацией, близкой к 100%, зарегистрировано не было. Поляризация более длительных ССИ слабая.

• Истинные размеры источников ССИ не превышают нескольких угловых секунд — значительно меньше наблюдаемых, и их яркостные температуры существенно выше кажущихся значений.

• Для некоторых ССИ наблюдались спектральные особенности, заметные в полосе приема ССРТ (120 МГц).

• В двух случаях обнаружено соответствие ССИ на 5,7 ГГц с импульсами, зарегистрированными на 17 ГГц. Для одного случая имелись данные по жесткому рентгеновскому излучению, где также обнаружено соответствие с ССИ в излучении диапазона 25. .50 кэВ.

На основании этих выводов и исследований, обсуждаемых в следующей главе, складывается представление о субсекундных импульсах микроволнового излучения как об отдельном классе вспышечных явлений, возбуждаемых импульсной электронной компонентой в плотных областях. Поток ССИ определяется уровнем вспы-шечного энерговыделения во время генерации ССИ. В исследованных случаях предпочтительным представляется плазменный механизм их генерации. Намечены пути дальнейших исследований с привлечением данных по рентгеновскому излучению. Экспериментальное обнаружение рассеяния микроволнового излучения на турбулентных неоднородностях плотности в нижней короне открывает возможность оценки параметров турбулентности в короне и должен учитываться в наблюдениях с высоким пространственным разрешением.

Четвертая глава посвящена исследованию физических условий во вспышках с субсекундной временной структурой по комплексным данным наблюдений на ССРТ и инструментах обсерватории Нобеяма.

Накопленный наблюдательный материал с привлечением данных других диапазонов открывает возможность исследования физических условий и процессов, происходящих в активных областях во время вспышек. Важнейшую роль играют сведения о магнитных полях вспышечных областей. Идентификация природы источников излучения составляет серьезную проблему, едва ли разрешимую на базе данных узкого спектрального диапазона, даже при наличии двумерных изображений. Разнообразие механизмов генерации радиоизлучения и зависимость их эффективности от параметров излучающих электронов затрудняет интерпретацию наблюдений в отсутствии спектральных данных с высоким пространственным разрешением.

Два солнечных интерферометра, ССРТ и радиогелиограф Нобеяма (временное разрешение до 50 мс), недалеки по долготе, и время наблюдений перекрывается почти полностью. Это делает возможными исследования солнечных явлений с пространственным разрешением на двух частотах — 5,7 и 17 ГГц. Частота спектрального максимума вспышек обычно лежит между рабочими частотами ССРТ и МоЬШ, и данные этих радиотелескопов обеспечивают информацию с оптически толстой и оптически тонкой ветвей спектра излучения вспышечных источников. Записи интегрального потока на радиополяриметрах обсерватории Нобеяма на пяти фиксированных частотах от 1 до 80 ГГц позволяют восстановить спектр излучения всплесков. Распределение плотности и температуры плазмы в короне оценивается по данным телескопа мягкого рентгеновского излучения УоЬкоЬ. Данные УоЬкоЬ по жесткому рентгеновскому излучению дают информацию об энергичных электронах. Таким образом, составляется уникальный набор данных, который необходим для широких и глубоких исследований солнечных вспышек.

По комплексным данным ССРТ и обсерватории Нобеяма выполнены исследования вспышечных событий, позволившие получить качественно новую диагностическую информацию о динамике развития мощной вспышки, параметрах плазмы и характеристиках электронов во вспышечных магнитных петлях.

Слабая вспышка 3 марта 1994 г. (С6,2/БР) произошла в активной области Ж)АА 7682. Пространственная структура заметно не изменялась. Источник ССИ, располагавшийся в основании петли, совпадал с источником основного всплеска. На столь разных частотах наблюдалось очень близкое совпадение ССИ.

Событие 7 сентября 1992 г. (NOAA 7276) было слабой лимбовой вспышкой. Поток импульсного неполяризованного излучения (до 4 с.е.п. на 17 ГГц) значительно превышал поток всплеска. Длительность ССИ не превышала 200 мс. За фоновый всплеск могли отвечать электроны с энергиями 0,05.3 МэВ; магнитное поле оцени

10 3 вается в. 700 Гс, плотность фоновой плазмы <7-10 см". Плотность плазмы в источнике ССИ размером 1,5-103 км оценена в 1012 см"3, температура — 1,2-107 К. В этом событии впервые было установлено соответствие субсекундных импульсов, зарегистрированных на ССРТ и NoRH, с импульсами в жестком рентгеновском излучении диапазона 25.50 кэВ. Сходство микроволновых профилей с рентгеновскими профилями больших энергий не столь велико.

Наблюдение хорошо согласующихся тонких временных структур на разных инструментах в микроволнах и в жестком рентгеновском излучении доказывает солнечное происхождение наблюдавшихся субсекундных импульсов излучения.

Исследовано излучение микроволновых ССИ во вспышке 6 сентября 1992 г. [108, 109]. По данным наблюдений в ряде диапазонов оценены параметры плазмы в источнике микроволнового всплеска, который был и источником ССИ. Всплеск можно объяснить гиросинхротронным излучением нетепловых электронов с энергий ~ 40 кэВ в магнитном поле напряженностью около 100 Гс. Источник ССИ на 5,7 ГГц, наблюдавшийся во время всплеска, проецировался на магнитную петлю с высокой плотностью и температурой и сравнительно слабым магнитным полем, наблюдавшуюся в мягком рентгеновском излучении. Микроволновые источники превосходили по размерам эту петлю. Для генерации ССИ на частоте 5,7 ГГц наиболее предпочтителен плазменный механизм. Показана согласованность оценок параметров плазмы при использовании разных методик и данных различных инструментов (Yohkoh, GOES, ССРТ, NoRH).

Исследована мощная, продолжительная, геоэффективная залимбовая вспышка 2 ноября 1992 г. (Х9) [110, 111]. Изучены предвспышечная стадия за несколько часов до начала вспышки и поздняя стадия вспышки. Получен ряд новых результатов, в том числе: по поляризации микроволнового излучения изучена структура магнитного поля и существенно скорректирована оценка его напряженности; объяснена устойчивость магнитной конфигурации на поздней стадии вспышки; впервые источник импульсного излучения частотой 17 ГГц обнаружен на высоте 15-103 км.

Установлено, что микроволновый всплеск генерировался в местах тесного контакта магнитных петель с противоположным магнитным полем, составлявших сложную систему. Существование интенсивного микроволнового источника между областями с противоположным магнитным полем в течение всего всплеска указывает на процесс пересоединения, как ответственный за энерговыделение.

Обнаруженный устойчивый экспоненциальный рост микроволнового потока в течение 5т на начальном этапе вспышки при значительном изменении структуры радиоисточников указывает на то, что развитие вспышки управлялось неустойчивостью крупномасштабной магнитной структуры. В импульсной фазе генерировалось гиросинхротронное излучение электронов, захваченных в широкий куполообразный объем с В» 300Гс11 и п«3 •10 см". Позже излучение на более высоких частотах определялось в основном тормозным излучением из петли, свечение которой наблюдалось в мягких рентгеновских лучах.

Энерговыделение продолжалось и на стадии продолжительного спада намного позже импульсной фазы. Об этом свидетельствуют субвсплески на небольшой высоте спустя 2 часа после максимума и интенсивный, компактный, высокий микроволновый источник в месте контакта двух областей с противоположной поляризацией. Эти два источника энерговыделения не имели непосредственной взаимосвязи.

ССИ, наблюдавшиеся на частоте 5,7 ГГц вблизи максимума всплеска, генерировались плазменным механизмом в компактном плотном источнике, располагавшемся на высоте ~ ЗО-Ю3 км. По одномерным данным, он совпадал с источником жесткого рентгеновского излучения. ССИ, зарегистрированные на фазе роста всплеска на 17 ГГц, были обусловлены гиросинхротронным излучением.

Обычно продолжительные вспышки (LDE) объясняют в рамках модели слияния силовых линий магнитного поля на острие шлемовидной конфигурации [168, 203, 215]. Однако основные качества мощной LDE-вспышки 2 ноября 1992 г. были объяснены в рамках замкнутой конфигурации [111], что подтверждает существование солнечных вспышек, вызванных взаимодействием вспышечных петель [171, 174], и не представляется совместимым с первой моделью. Магнитная конфигурация в целом не претерпела существенных изменений в течение вспышки.

Представленные в четвертой главе детальные комплексные исследования вспышечных событий, выполненные по данным ССРТ и обсерватории Нобеяма, позволили получить качественно новую диагностическую информацию о параметрах плазмы и характеристиках электронов во вспышечных магнитных петлях [111-113]. другими исследователями, использовавшими стандартные методики, была получена оценка в 800 Гс

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.

Научная новизна.

Создание уникального инструмента, не имевшего аналогов, потребовало создания ряда его систем, комплексного анализа его характеристик, исследования метрологии, разработки методик и программ для обработки регистрируемых данных.

1. Впервые проведен анализ характеристик радиоинтерферометра и его систем в целях организации исследований вспышек с тонкой временной структурой микроволнового излучения на ССРТ. Изучено влияние ряда искажающих факторов в системах интерферометра на данные наблюдений. Разработаны и исследованы системы управления антенно-фидерным комплексом и синхронизации ССРТ, аку-стооптическое приемное устройство.

2. Разработаны и систематизированы методики обработки данных ССРТ в быстром одномерном и двумерном режимах и их совместного анализа с данными других диапазонов излучения. Разработан программный комплекс на языке ГОЬ, реализующий эти методики. В частности, это позволило выполнить первое исследование по двумерным радиоизображениям, полученным на ССРТ: изучено развитие вспышечно-продуктивной активной области, в которой наблюдался источник над нейтральной, линией магнитного поля.

3. Впервые исследованы пространственные, временные и поляризационные характеристики субсекундных импульсов излучения на частоте 5,7 ГГц на статистически значимом материале. Доказано их вспышечное происхождение. Показано, что аномально большие наблюдаемые размеры источников субсекундных импульсов излучения обусловлены аномально высоким рассеянием излучения сантиметрового диапазона в короне. Установлена зависимость видимых размеров источников субсекундных импульсов от их расположения на солнечном диске. Обнаружены события, в которых наблюдается соответствие импульсов излучения на частотах 5,7 ГГц, 17 ГТц и в жестком рентгеновском излучении.

4. Показано, что анализ данных двух солнечных радиоинтерферометров на частотах 5,7 ГГц и 17 ГГц позволяет получить качественно новую информацию о природе солнечных вспышек. С привлечением комплексных данных различных диапазонов спектра излучения предложен сценарий мощной продолжительной вспышки с детальным анализом структуры магнитного поля в короне. Показано, что такая вспышка может объясняться в рамках закрытой магнитной конфигурации.

В целом, научная новизна полученных физических результатов обусловлена использованием данных впервые проведенного трехлетнего цикла оригинальных наблюдений на ССРТ субсекундных импульсов микроволнового излучения с высоким пространственным и временным разрешением, привлечением данных различных диапазонов солнечного излучения, развитой методологией комплексного эксперимента в солнечной физике и созданным программно-методическим комплексом обработки и анализа данных.

На защиту выносятся:

1. Разработанные системы инструментального комплекса ССРТ, позволившие развернуть регулярные исследования тонкой временной структуры солнечного микроволнового излучения с высоким пространственным и временным разрешением; результаты исследований ряда характеристик реального радиоинтерферометра и их зависимости от инструментальных факторов, позволившие повысить качество данных.

2. Методический аппарат и разработанный на его базе программный комплекс для обработки данных ССРТ в быстром одномерном и двумерном режимах и их совместного анализа с данными других диапазонов солнечного излучения, благодаря которым стали возможными исследования вспышек с тонкой временной структурой микроволнового излучения, достигнуто существенное продвижение при решении ряда других задач солнечной физики.

3. Интерактивная база данных солнечных активных областей, разработанная для идентификации источников субсекундных импульсов солнечного излучения и исследования активных областей.

4. Результаты впервые проведенных систематических исследований пространственных, временных и поляризационных характеристик субсекундных импульсов микроволнового излучения и идентификации их источников.

5. Результаты исследований физических условий во вспышечных активных областях на основе выполненного впервые комплексного анализа данных ССРТ, радиогелиографа Нобеяма и других инструментов.

Научное и практическое значение работы.

Разработаны методики расчета основных характеристик реального линейного аддитивного радиоинтерферометра с частотным сканированием. Созданы новые системы радиотелескопа, повышающие качество данных и позволяющие исследовать вспышки с тонкой временной структурой микроволнового излучения с высоким пространственным и временным разрешением.

Разработаны и внедрены методики и программный комплекс для обработки и совместного анализа данных различных диапазонов солнечного излучения, используемые в ИСЗФ СО РАН и Обсерватории Нобеяма (Япония). Разработанные методики могут быть использованы при решении других задач радиоастрономии и солнечной физики.

Исследования субсекундных импульсов дали новые сведения о генерации и распространении микроволнового излучения в короне. Эти сведения важны для построения моделей и теории субсекундных импульсов в излучении Солнца. Экспериментально установленное аномальное рассеяние излучения сантиметрового диапазона на турбулентных неоднородностях плотности в нижней короне открывает новую возможность оценки параметров турбулентности в короне и должно учитываться при организации и интерпретации наблюдений с высоким пространственным разрешением.

Показана возможность объяснения мощной, продолжительной, геоэффективной вспышки в рамках закрытой магнитной конфигурации.

Полученные результаты используются в различных обсерваториях и институтах, занимающихся солнечными исследованиями; в совместных научных программах с Обсерваторией Нобеяма (Япония).

Личный вклад автора.

Работы [16, 18] выполнены без соавторов. В работах [147, 166, 167] автору принадлежит определяющий вклад. В остальных работах автор выполнил расчеты инструментальных характеристик, принимал участие в разработке структуры систем ССРТ и их компонентов. Разработал методологию представления, обработки и анализа данных, соответствующие методики, алгоритмы и программы; выполнил значительную часть обработки и анализа данных, участвовал в постановке задач и в интерпретации результатов.

Заключение диссертации по теме «Физика Солнца», Гречнев, Виктор Васильевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен ряд исследований и разработок, являющихся существенной частью инструментального комплекса для наблюдений на ССРТ микроволнового излучения вспышек с тонкой временной структурой. Исследовано влияние ряда инструментальных факторов на качество наблюдений.

2. Создан методический аппарат и реализующий его программный комплекс на языке ГОЬ для обработки данных наблюдений на ССРТ в быстром одномерном и двумерном режимах и совместного анализа с данными других диапазонов солнечного излучения. Он стал основой обмена данными и программами и совместных исследований с другими обсерваториями. Создана интерактивная база данных солнечных активных областей.

3. На основании данных, полученных в результате трехлетних ежедневных наблюдений на ССРТ тонких временных структур, доказано вспышечное происхождение субсекундных импульсов микроволнового излучения и исследованы их пространственные, временные и поляризационные характеристики.

4. По результатам наблюдений двух солнечных радио интерферометров выполнены детальные комплексные исследования, позволившие получить качественно новую диагностическую информацию о параметрах плазмы и характеристиках электронов во вспышечных магнитных петлях:

• экспериментально установлен факт аномального рассеяния излучения сантиметрового диапазона на турбулентных неоднородностях плотности в короне;

• показано, что мощная продолжительная вспышка может быть объяснена в рамках замкнутой магнитной конфигурации;

• на основе анализа комплексных данных различных диапазонов предложен детальный сценарий вспышки;

• установлено, что источники субсекундных импульсов на частотах 5,7 и 17 ГГц встречаются на значительных высотах над фотосферой;

• показано, что характеристики импульсного излучения на частоте 5,7 ГГц в исследованных вспышках предполагают его генерацию плазменным механизмом.

Основные методические выводы и важнейшие расчетные результаты, содержащиеся в диссертации, подтверждены экспериментами. Достоверность полученных физических результатов подтверждается их согласованностью при использовании разных методик и данных.

В результате работы был сделан существенный вклад в развитие интерферо-метрических исследований вспышечных явлений и характеристик среды распространения излучения.

В своей работе автор постоянно чувствовал поддержку и помощь всего коллектива радиоастрофизической обсерватории и других сотрудников ИСЗФ СО РАН. Значительная часть работы является результатом коллективных усилий. Особую благодарность автор выражает А.Т. Алтынцеву, совместно с которым выполнена значительная часть этой работы; C.B. Лесовому, В.П.Максимову, Б.И. Лубышеву, A.M. Уралову, С.К. Коновалову и всем своим коллегам.

Автор глубоко признателен В.Г. Занданову, Т.А. Трескову за поддержку, всестороннюю помощь, полезные советы и критические замечания, и Г.Я. Смолькову за его постоянное содействие.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проект ССРТ, предложенный в первой половине 60-х годов, в полном объеме реализовывался более трех десятилетий. Это не была «сдача инструмента под ключ» (как было сделано, например, создателями радиогелиографа Нобеяма): многие вопросы прорабатывались и воплощались по ходу строительства и монтажа радиотелескопа. Казалось бы, инструмент имел все возможности безнадежно устареть к моменту его вывода на проектные режимы, и такое мнение действительно было у некоторых специалистов страны лет десять-пятнадцать назад. Однако удивительно жизнеспособными и перспективными оказались и заложенные в его основу принципы действия, и ряд технических решений, принятых в процессе разработки и создания его систем.

Работая над созданием ССРТ, мы, к своему удивлению, обнаруживали все новые возможности, заложенные в инструменте, реализация которых не требовала его радикальной перестройки. Мы старались реализовать их.

Итак, к концу 20-го столетия ССРТ, история которого насчитывает более 35 лет с начала проектирования и более 15 лет с начала эксплуатации, благодаря самоотверженности многих его защитников без потерь переживший страшный лесной пожар 1996 года, является одним из крупнейших действующих и перспективных радиогелиографов мира.

Начатые в середине 80-х годов работы по созданию альтернативного штатному акустооптического приемного устройства открыли возможности для наблюдения на ССРТ быстропеременных вспышечных процессов. Результаты исследования аддитивного одномерного режима ССРТ и разработанные автором системы синхронного управления его антеннами, макетная приемно-регистрирующая акустооптическая система, системы синхронизации радиотелескопа позволили развернуть исследования с высоким пространственным и временным разрешением микроволновых всплесков с тонкой временной структурой. Эти разработки и исследования инструмента также обеспечили его метрологию.

С первыми успешными наблюдениями с высоким временным и пространственным разрешением, выполненными на акустооптическом приемнике в 1992 г., получили импульс и методическую поддержку и работы по модернизации основного фильтрового приемного устройства ССРТ, завершившиеся осенью 1993 г. вводом быстрой системы сбора данных, созданной совместно с Бернским университетом на базе предоставленной им аппаратуры.

Разработаны и внедрены методики и программный комплекс для обработки и совместного анализа данных различных диапазонов солнечного излучения, используемые в ИСЗФ СО РАН и Обсерватории Нобеяма (Япония).

Все это позволило поставить задачу набора в течение завершавшегося 22-го солнечного цикла экспериментального материала для выяснения основных свойств субсекундных импульсов в микроволновом излучении Солнца, и с 1992 г. исследования были развернуты на ССРТ. Были проведены трехлетние наблюдения субсекундных импульсов с одномерным пространственным разрешением на частоте 5,7 ГГц с начала 1992 г. до середины 1995 г. и изучены их характеристики. В исследованных случаях предпочтительным для объяснения генерации субсекундного импульсного излучения является плазменный механизм. Исследования субсекундных импульсов дали новые сведения о распространении микроволнового излучения в короне. Намечены пути дальнейших исследований. Необходимо продолжение наблюдений и привлечение данных по жесткому рентгеновскому излучению.

Новым этапом в развитии исследований стало комплексное изучение вспы-шечных явлений по данным ССРТ и инструментов Обсерватории Нобеяма. Выполнены исследования физических условий во вспышечных областях, получена качественно новая диагностическая информация о параметрах плазмы и характеристиках электронов во вспышечных магнитных петлях.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Гречнев, Виктор Васильевич, 1999 год

1. Алексеев В.А., Липатов Б.Н., Мельников В.Ф. и др. Интерферометрические наблюдения солнечных вспышек с высоким временным разрешением. Препринт НИР-ФИ № 407. Нижний Новгород, 1995, 29 с.

2. Алтынцев А.Т., Банин В.Г., Куклин Г.В., Томозов В.М. Солнечные вспышки. М., Наука, 1982, 248 с.

3. Алтынцев А.Т., Гречнев В.В., Есепкина H.A. и др. Наблюдения всплесков микроволнового излучения Солнца на Сибирском солнечном радиотелескопе с 50-миллисекундным разрешением. Препринт ИСЗФ СО РАН 11-92. Иркутск, 1992, 12 с.

4. Белош В.В., Гречнев В.В., Путилов В.А. Модуль КАМАК для управления шаговыми двигателями. В кн.: Автоматизация научных исследований. Материалы XIII школы по автоматизации научных исследований. АН СССР. Красноярск, 1980, с. 87-91

5. Белош В.В., Путилов В.А., Смольков Г.Я. Комплекс автоматизации Сибирского солнечного радиотелескопа. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1983, вып. 64, с. 157-168

6. Белош В.В., Путилов В.А., Смольков Г.Я. Система автоматизации Сибирского солнечного радиотелескопа. Микропроцессорные средства и системы. 1985, № 1, с. 63-67

7. Белянский П.В., Сергеев Б.Г. Управление наземными антеннами и радиотелескопами. М., Сов. радио, 1980. 280 с.

8. Богод В.М., Дравских А.Ф., Дравских З.В. и др. Акустооптический радиоспектрометр для солнечных исследований на РАТАН-600. В кн.: Радиоастрономическая аппаратура. XXI Всесоюзная конференция. Тезисы докладов. Ереван, 1989, с. 182

9. Васильков В.И., Дорофеев В.Е., Елисеев А.И. и др. Акустооптический радиоспектрометр на 1008 каналов. В кн.: Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы,- XIV Всесоюзная радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. Ереван, 1982, с. 155

10. Виноградов В.И. Дискретные информационные системы в научных исследованиях (Программно-управляемые модульные структуры). М., Атомиздат, 1976.

11. Гельфрейх Г.Б., Корольков Д.В., Смольков Г.Я., Тресков Т.А. К вопросу о создании радиогелиографа с высокой разрешающей способностью. В кн.: Результаты наблюдений и исследований в период МГСС. Сибирь и Дальний Восток. М., Наука, 1967, вып. 4, с. 168-179

12. Гинзбург В. Л., Железняков В. В. 1958, АЖ, 35, 694.

13. Гречнев В.В. Влияние ошибок в антенной системе на характеристики ССРТ. -В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Новосибирск, Наука, 1994, вып. 102, с. 208-218

14. Гречнев В.В. Исследование возможностей Сибирского солнечного радиотелескопа для изучения пространственно-временной структуры быстропеременных всплесков микроволнового излучения Солнца. Дис. канд. физ.-мат. наук. Иркутск, 1993, 295 с.

15. Гречнев В.В. Система передачи опорных частот ССРТ. В кн: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М., Наука, 1988, вып. 81, с. 172-181

16. Гречнев В.В., Есепкина H.A., Занданов В.Г. и др. Исследование макета аку-стооптоэлектронного приемника на Сибирском солнечном радиотелескопе. Письма в ЖТФ, 1988, т.14, вып. 7, с. 581-585

17. Гречнев В.В., Есепкина H.A., Занданов В.Г. и др. Макет акустооптоэлектрон-ного приемного устройства ССРТ. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1988, вып. 83, с. 167-177

18. Гречнев В.В., Молодяков С.А. Система регистрации импульсно-манипу-лированных оптических сигналов. ПТЭ, 1992, № 2, с. 113-118

19. Гречнев В.В., Платонов A.B. Система точного времени комплекса ССРТ. В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Новосибирск, Наука, 1994, вып. 102, с. 232-239

20. Гречнев В.В., Тресков Т.А. Зависимость отклика интерферометра ССРТ от условий наблюдения и параметров приемной системы. Там же, с. 219-231

21. Гусев О.Б., Кулаков C.B. Акустооптические устройства обработки информации. Проблемы и перспективы совершенствования. В кн.: Оптико-электронные методы обработки изображений. JL, 1983, с. 3-11

22. Дехтярев B.C., Касьянов Г.Т., Котович В.В. и др. Особенности построения многочастотного приемника Сибирского солнечного радиотелескопа. Изв. вузов. Радиофизика. 1973, т. 16, № 12, с. 1884-1888

23. Есепкина H.A. Остронаправленные зеркальные антенны с переменным профилем отражателя для радиотелескопов. Дис. канд. техн. наук. JL, 1958. 164 с.

24. Есепкина H.A., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М., Наука, 1973. 415 с.

25. Есепкина H.A., Мансырев М.И., Молодяков С.А., Саенко И.И. Акустооптический спектрокоррелятор для радиогелиографа. Изв. Вузов. Радиоэлектроника. 1990, № 8, с. 91-94

26. Есепкииа H.A., Молодяков С.А., Саенко И.И. Организация синхронного накопления на матричном ПЗС фотоприемнике в модуляционном спектрометре. Письма в ЖТФ, 1986, т. 12, вып. 2, с. 118-123

27. Железняков В.В. Радиоизлучение Солнца и планет. М., "Наука", 1964. 560 с.

28. Задков В.Н., Пономарев Ю.В. Компьютер в эксперименте. Архитектура и программные средства систем автоматизации. М., Наука, 1988. 375 с.

29. Ивоботенко Б.А., Рубцов В.П., Садовский JI.A. и др. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. М., Энергия, 1971. 624 с.

30. Игнатьев М.Б., Путилов В.А., Смольков Г.Я. Модели и системы управления комплексными экспериментальными исследованиями. М., Наука, 1986, 232 с.

31. КАМАК-система дистанционного управления антеннами ССРТ. Отчет Си-6ИЗМИР СО АН СССР. № Гос. per. 81097741, инв. № 0284.0080594. Рук. Путилов В.А., отв. исп. Белош В.В. Иркутск, 1981, 29 с.

32. Комплекс автоматизации наблюдений на западном луче ССРТ. Отчет Си-6ИЗМИР СО АН СССР. № Гос. per. 81097741, инв. № 0284.0075400. Рук. Путилов В.А., отв. исп. Белош В.В. Иркутск, 1984, 70 с.

33. Коновалов С.К. Информационно-измерительные системы сбора данных и контроля параметров Сибирского солнечного радиотелескопа. Дис. канд. физ.-мат. наук. Иркутск, 1997, 151 с.

34. Корбанский И.Н. Антенны. М., "Энергия", 1973, 336 с.

35. Краус Дж. Д. Радиоастрономия. М., "Сов. радио", 1973, 456 с.

36. Криссинель Б.Б. Исследование методов обеспечения синфазности больших многоэлементных интерферометров (применительно к Сибирскому солнечному радиотелескопу). Дис. канд. техн. наук. JL, 1981. 195 с.

37. Криссинель Б.Б. Структура системы автоматического фазирования трактов многоэлементного радиоинтерферометра. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1977, вып. 42, с. 169-174

38. Кулаков C.B. Акустооптические устройства спектрального и корреляционного анализа. JL, Наука, 1978. 144 с.

39. Куликов К.А. Курс сферической астрономии. М., Наука, 1974, 232 с.

40. Лесовой C.B. Исследования микроволнового излучения Солнца на ССРТ с помощью аку сто оптического приемника. Дис. канд. физ.-мат. наук. Иркутск, 1999, 117 с.

41. Лесовой С. В., Васин В. И., Занданов В. Г. Определение фазовой характеристики антенно-фидерного тракта ССРТ. Препринт ИСЗФ 8-98. Иркутск, 1998, 14 с.

42. Лубышев Б.И., Тресков Т.А. ССРТ: основные формулы для обработки данных наблюдений Солнца. Препринт ИСЗФ № 4-96. Иркутск, 1996, 52 с.

43. Максимов В.П. Исследование подготовительной стадии солнечных эруптивных событий. Дис. докт. физ.-мат. наук. Иркутск, 1998, 172 с.

44. Максимов В.П., Бакунина И.А., Нефедьев В.П., Смольков Г.Я. Способ краткосрочного прогноза мощных солнечных вспышек. Патент РФ № 2114449 от 27 июня 1998 г.

45. Методы и техника астрофизического эксперимента. Диагностический комплекс антенной системы ССРТ (промежуточный). Отчет СибИЗМИР СО АН СССР. № Гос. per. 01.87.0 001829. Рук. В.М. Григорьев, отв. исп. Б.Б. Криссинель. Иркутск, 1988.82 с.

46. Методы и техника астрофизического эксперимента. Модернизация и развитиекомплекса ССРТ. Отчет СибИЗМИР СО АН СССР. № roc. per. 0187.0 001829, инв. № 0289.0 024925. Рук. В.М. Григорьев, отв. исп. В.Г. Занданов. Иркутск, 1988, 188 с.

47. Методы и техника астрофизического эксперимента. 4.II. (Заключительный). Отчет СибИЗМИР СО АН СССР. № гос. per. 0187.0 001829, инв. № 0291.0 000085. Рук. В.М. Григорьев, отв. исп. Б.Б. Криссинель, В.В. Гречнев. Иркутск, 1990, 119 с.

48. Молодяков С.А. Управление информационными характеристиками фотоприемника на приборе с зарядовой связью в устройстве ввода изображения в э.в.м. ПТЭ, 1987, №3,с.71-75

49. Молодяков С.А., Саенко И.И. Обработка сигналов радиогелиографа в акусто-оптическом приемном устройстве. В кн.: Радиоастрономическая аппаратура. Тезисы докладов XVII Всесоюзной конференции по радиоастрономии. Ереван, Изд-во АНАрм. ССР, 1985, с. 360

50. Москаленко В.В. Электродвигатели специального назначения. М., Энергоиз-дат, 1981. 104 с.

51. Мосунов А.Н., Чариков Ю.Е. 1995, АЖ, 72, с. 911

52. Напьер П.Дж., Томпсон А.Р., Экере Р.Д. Большая антенная решетка: Конструкция и характеристики современного радиотелескопа апертурного синтеза. ТИИ-ЭР, 1983, т. 71, № 11, с. 78-110

53. Обухов А.Г., Рисовер Л.М. Искажения диаграммы направленности решетки при последовательном сопровождении антенн. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1977, вып. 42, с. 139-141

54. Ott Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. М., Мир, 1979. 317 с.

55. Парке Дж. К. Акустооптический приемник-спектроанализатор дециметрового диапазона. Зарубежная радиоэлектроника, 1970, № 12, с. 14-39

56. Певчев Ю.Ф., Финогенов К.Г. Автоматизация физического эксперимента. М., Энергоатомиздат, 1986. 368 с.

57. Потапов H.H. О фазировании радиоинтерферометра по радиоизлучению

58. Солнца. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1977, вып. 42, с. 175-178

59. Пресс Ф.П. Формирователи видеосигнала на приборах с зарядовой связью. М., Радио и связь, 1981. 136 с.

60. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. М., Радио и связь, 1991. 264 с.

61. Путилов В.А., Рисовер JIM. Организация построения радиоизображений Солнца в крестообразном радиоинтерферометре с частотным сканированием. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1979, вып. 45, с. 98-102

62. Родионов В.М. Линии передачи и антенны СВЧ. Сборник номограмм. М., "Сов. радио", 1965

63. Саенко И.И., Комар В.Я., Мансырев М.И., Молодяков С.А. Частотные характеристики акустооптоэлектронного приемника сигналов солнечного радиоинтерферометра. Изв. вузов. Приборостроение. 1989, т. XXXII, № 1, с. 75-79

64. Сборник трудов второго Всесоюзного симпозиума по модульным информационно-вычислительным системам. М., ИЯИ АН СССР, 1980, с. 147-186

65. Сейтер Ч. Сжатие данных. Мир ПК, 1991, № 2, с. 46-59

66. Секен К., Томпсетт М. Приборы с переносом заряда. М., Мир, 1978, 328 с.

67. Сибирский солнечный радиотелескоп (ССРТ). Эскизный проект. Кн. IV. Система управления антенной. Конструкция антенного поста. Рук. Пистолькорс A.A., гл.констр. Бубнов Г. М., 1969. 120 с.

68. Сибирский солнечный радиотелескоп (ССРТ). Эскизный проект. Приемное устройство. Рук. Пистолькорс A.A., отв. исп. В.Г. Занданов. СибИЗМИР СО АН СССР. Иркутск, 1970 г., 100 с.

69. Синаев А.Н. Современные аппаратурные системы модульной структуры, используемые при создании измерительно-вычислительных комплексов (КАМАК,

70. Вектор»), Препринт ОИЯИ 8507. Дубна, 1975. 48 с.

71. Система КАМАК. Требования к интерфейсу последовательной магистрали. ГОСТ 26.201.2-84. М., 1985. 51 с.

72. Система КАМАК. Требования к многоконтроллерному крейту. ГОСТ 2707986. М., 1987. 16 с.

73. Смольков Г.Я. Крестообразная система апертурного синтеза. Изв. вузов. Радиофизика. 1983, т. 26, № 11, с. 1403-1427

74. Смольков Г.Я., Тресков Т.А., Криссинель Б.Б., Потапов H.H. Основные проектные параметры Сибирского солнечного радиотелескопа. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1983, вып. 64, с. 130-148

75. Томпсон Р., МоранДж., Свенсон Дж. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. Пер. с англ. под. ред. Матвеенко Л.И. М., Мир, 1989

76. Тресков Т.А. Наблюдения Солнца на линейных интерферометрах с частотным сканированием. В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М, Наука, 1983, 64, 188-199

77. Тресков Т.А. Сибирский солнечный радиотелескоп: расчет основных параметров и режимов наблюдений. Дис. канд. физ.-мат. наук. Иркутск, СибИЗМИР СО АН СССР, 1983.224 с.

78. Флейшман Г.Д., Мельников В.Ф. Солнечные миллисекундные радиоспайки.

79. УФН, 1998, т. 168, № 12, 1265-1301

80. Хайкин С.Э., Кайдановский H.JL, Парийский Ю.Н., Есепкина Н.А. Радиотелескоп РАТАН-600. Л., Изв. ГАО в Пулкове, 1972, № 188, с. 3-12

81. Христиансен У., Хегбом И. Радиотелескопы. М., Мир, 1988. 304 с.

82. Цейтлин Н.М. Антенная техника и радиоастрономия. М., Сов. радио, 1976. 350 с.

83. Чернов Г.П. Морфологические характеристики солнечных радиовсплесков типа«спайк». 1977, Астрон. ж., т. 54, с. 1081-1101

84. Чиликин М.Г., Ивоботенко Б.А., Ратмиров В.А. Шаговые электродвигатели и устройства управления. Проспект ИНФОРМСТАНДАРТЭЛЕКТРО. М., 1967. 39 с.

85. Штарк М.Б., Постоенко Ю.К., Рейн А.Э. и др. КАМАК-системы автоматизации в экспериментальной биологии и медицине. Новосибирск, Наука, 1979. 269 с.

86. Эталонные сигналы частоты и времени. Бюллетень В 05/1988. М, Издательство стандартов, 1988. 26 с.

87. Alissandrakis С. E., Lubyshev В. I., Krissinel В. В., TreskovT. A., Smol-kov G. Ya., Miller V. G., Kardapolova N. N. Two-dimensional solar mapping at 5,2 cm with the Siberian Solar Radio Telescope. Solar Physics, 1992, 142, 341-358

88. Allaart M.A.F., van Nieuwkoop J., Slottje C., Sondaar L.H. Fine structure in solar microwave bursts. Solar Physics, 1990, 130, 183-199

89. Altyntsev A.T., Grechnev V.V., Yesepkina N.A. et al., The observations of solar microwave bursts at the Siberian solar radio telescope with 50-millisecond resolution. Preprint ISTP 11-92, Irkutsk, 1992, 13 p.

90. Altyntsev А. Т., Dutov A. A., Grechnev V. V., Konovalov S. K., Krissinel В. В., Lisysian E. G., Miller V. G., Rosenraukh Yu. M., Smolkov G. Ya., Magun A. Solar Physics, 1996, 168, 145-158

91. Altyntsev A. T., Grechnev V. V., Konovalov S. K., Lesovoi S. V., Lisysian E. G., Rosenraukh Yu. M., Treskov T. A., Magun A. On the apparent size of solar microwave spike sources. Astrophysical Journal, 1996, 469, 976-987

92. Altyntsev A. T., Grechnev V. V., ZubkovaG. N., Kardapolova N. N., Lesovoi S: V., Rosenraukh Yu. M., Treskov T. A. SSRT: First results of millisecond spike observations. Space Science Reviews, 1994, 68, 251-252

93. Altyntsev A.T., Grechnev V.V., Hanaoka Y., On the microwave spike emission in the September 6, 1992 flare. National Astronomical Observatory. Solar and plasma physics preprint No. 97-07, 14 p.

94. Altyntsev A.T., Grechnev V.V., Hanaoka Y., On the microwave spike emission in the September 6, 1992 flare. Solar Physics, 1998, 178, 575-589

95. Altyntsev A.T., Grechnev V.V., NakajimaH., FujikiK., NishioM., Prosovet-sky D.V. The limb flare of November 2, 1992: physical conditions and scenario. Preprint of National Astronomical Observatory No. 98-6, 1998, Japan, 20 p.

96. AltyntsevA.T., GrechnevV.V., NakajimaH., FujikiK., NishioM., Prosovet-skyD.V. The limb flare of November 2, 1992: physical conditions and scenario. Astronomy and Astrophysics Supplement Series, 1999, 113, 415-427

97. Altyntsev A., Nakajima H., Takano T., Grechnev V., Konovalov S. Microwave observations of sub-second pulses with spatial resolution. Ibid, p. 2-3 (Proceedings of the Nobeyama Symposium, in press)

98. Alvarez H., Haddock F. T. Solar Physics, 1973, 30, 175

99. Armstrong J.W., Coles W.A., Kojima M., Rickett B.J. Observations of field-aligned density fluctuations in the inner solar wind. Astrophysical Journal, 1990, 358, 685-692

100. Aschwanden M.J., Benz A.O. On the electron-cyclotron maser instability. Astro-physical Journal, 1988, 332, 447-475

101. Aschwanden M.J., Schwartz R.A., AltD.M. Electron time-of-flight differences in solar flares. Astrophysical Journal, 1995,447, 923-935

102. BaiT., RamatyR. Gamma-ray and microwave evidence for two phases of acceleration in solar flares. Solar Physics, 1976, 49, 343-358

103. Bastian T. S. Angular scattering of radio waves: implications for mode coupling in the solar corona. Astrophysical Journal, 1995, 439, 494-498

104. Batchelor D. Observation Clues to the Energy Release Processes in Impulsive Solar Bursts. Astrophysical Journal Supplement, 1990, 73, 131-135

105. Benz A.O. Millisecond radio spikes (Invited review). Solar Physics, 1986, 104, 99-110 .,■

106. Benz A. 0., Magun A., Stehling W., Su H. Electron beams in the low corona. Solar Physics, 1992, 141, 335-346

107. Benz A. O., SuH., Magun A., Stehling W. Millisecond microwave spikes at 8 GHz during solar flares. Astronomy and Astrophysics Supplement Series, 1992, 93, 539-544

108. Bloom A.L. Noise in lasers and laser detectors. SpectraPhysics, Inc., Mountain View, Calif., Spectra-Physics Laser Techn. Bull. 4, 1965

109. Bowman R. Channelised integrating ESM receivers using a Bragg cell. IEE Proc., 1985, vol. 132, pt. F, № 1, p. 275-279

110. Bregman I.D., Netherlands Foundation for Radioastronomy, 1980. Report No. 330

111. Bruggmann G., Magun A., Benz A. O., Stehling W. Solar flare microwave observations with high spectral resolution. Astronomy and Astrophysics, 1990, 240, 506-510

112. CAMAC. A modular instrumentation system for data handling. Revised description and specification. Euratom report EUR4100e, 1972. 42 p.

113. CAMAC. Serial system organisation. ESONE/SH/OI, 1973. 86 p.

114. Chertok I.M., Shibasaki K. Microwave large-scale shining chains and their relation to CME/LDE events In: CESRA Workshop on Coronal Explosive Events, 9-13 June, 1998. Metsaehovi Publications on Radio Science, HUT-MET-27, 1998, p. 29

115. Coles W. A., Harmon J. K. Propagation observations of the solar wind near the sun. Astrophysical Journal, 1989, 337,1023-1034

116. Compatible Extended Use of CAMAC Dataway Draft. ESONE Commitee, London, 1980

117. Dulk G. A., Bastian T. S., Kane S. R. Two-frequency imaging of microwave impulsive flares near the solar limb. Astrophysical Journal, 1986, 300, 438-447

118. DulkG. A. Radio emission from the sun and stars. Annual review of astronomy and astrophysics. 1985, vol. 23, 169-224

119. Dulk G. A., Marsh K. A. Simplified expressions for the gyrosynchrotron radiation from mildly relativistic, nonthermal and thermal electrons. Astrophysical Journal, 1982, 259, 350-358

120. Enome S., NakajimaH. New Nobeyama Radioheliograph in operation. STEP GBRSC News, Nagoya Univ., Toyokawa. Vol. 2, No 2, p. 16

121. Fainshtein V.G., Rudenko G.V., GrechnevV.V. Investigation of the large scale magnetic field. Solar Physics, 1998, 181, 133-158

122. Feldman U., Seely J.F., Doschek G.A., Brown C.M., Phillips K.J.H., Lang J. Morphology and physical parameters for two long-duration solar flares: observations from YOHKOH. Astrophysical Journal, 1995, 446, 860-876

123. Fu Q.J. Rapid fluctuations in solar radio emission. Preprint of the Beijing Astr. Obs., China, 1991. 14 p.

124. FujikiK. High spatial resolution imaging for the Nobeyama Radioheliograph and observations of weak activities prior to solar flares. 1997, Ph. D. Thesis

125. GiidelM., Benz A. O. Time profiles of solar radio spikes. Astronomy and Astrophysics, 1990, 231,202-212

126. Gary D. E., Hurford G. J., Flees D. J. First interferometric observation of solar microwave millisecond spike bursts. Astrophysical Journal, 1991, 369, 255-259

127. Gatenby P.V. Broadband integrating Bragg cell receiver for electronic support measures. EEE Proc., 1989, vol. 136, pt. F, № 1, p. 63-68

128. Gelfreikh G.B., GrechnevV., KosugiT., ShibasakiK. Detection of Periodic Oscillations in Sunspot-Associated Radio Sources. Solar Physics, 1999, 185(1), 177-191

129. Ginzburg V. L., Syrovatskij S. I. Ann. Rev. Astronomy and Astrophysics, 1969, 7,375

130. Hanaoka Y. A flare caused by interacting coronal loops. Astrophysical Journal, 1994,420, L37-L40

131. Hanaoka Y. Double-loop configuration of solar flares. Solar Physics, 1997, 173, 319-346

132. Hanaoka Y. In: T. Sakurai and G. Ai (eds.), Proceedings of the Second JapanChina Seminar on Solar Physics, NAO of Japan, Tokyo, Japan, 1993, p. 226

133. Hanaoka Y., Shibasaki K., Nishio M. et al. Processing of the Nobeyama Radioheliograph data. In: The Nobeyama Radioheliograph. A Collection of Papers on Initial Results and Instrumentation. Nobeyama Radio Observatory Report No. 357, 1994, p. 35-43

134. Hannan P.W. Microwave antennas derived from Cassegrain telescope. IRE trans., vol. AP-9, 1961, № 2, p. 140-153

135. HaraH., Tsuneta S., LemenJ. R., Acton L. W., McTiernan J. M. High-temperature plasmas in active regions observed with the Soft X-ray Telescope aboard Yohkoh. Publications of the Astronomical Society of Japan, 1992, 44, L135-L140

136. Hildebrandt J., KrugerA., Chertok I. M., Fomichev V. V., GorgutsaR. V. Solar microwave bursts from electron populations with a 'broken' energy spectrum. Solar Physics, 1998, 181, 337-349

137. Holman G.D., Eichler D., Kundu M.R. An Interpretation of Solar Flare Microwave Spikes as Gyrosynclirotron Masering. In: Kundu M.R., Gergely T.E. (eds.). Proc.

138. U Symp. 86, Radio Physics of the Sun. 1980, Reidel, Dordrecht, p. 457-459

139. Inda-Koide M., Sakai J., Koide S., Kosugi T., Sakao T., Shimizu T. Yohkoh SXT/HXT observations of a two-loop interaction solar flare on 1992 December 9. Publications of the Astronomical Society of Japan, 1995,47, 323-330

140. Isliker H., Vlahos L., Benz A.O., Raoult A. A stochastic model for solar type III bursts. Astronomy and Astrophysics, 1998, 336, 371-380

141. Ji H., Jin Sh., Fu Q.J. A solar decimeter radio dynamic spectrometer.- Preprint of the Beijing Astr. Obs., China, 1991, 5 p.

142. KaiK., NakajimaH. Position Measurements of Rapidly Fluctuating Microwave Bursts. In: Dennis B.R., Kiplinger A.L., Orwig L.E. (eds.) Rapid Fluctuations in Solar Flares. NASA Conference Publication 2449, 1986, p. 147-153

143. Kaifu N. Acousto-optical spectrometer for MM-wave astronomy. Nobeyama Radio Observatory Report No. 4. 1980. 4 p.

144. Kaifu N., Chikada Y., Miyami T. and Ukita N. Acousto-optical radiospectrometer of Tokyo Astronomical Observatory. Nobeyama Radio Observatory Report No. 3. 1980. 10 p.

145. Kattenberg A., Allaart M. 6 centimeter observations of solar bursts with 0.1 s time constant and arcsec resolution. Astrophysical Journal, 1983, 265, 535-550

146. KitaiR., KurokawaH., Funakoshi Y. et al. Flares on September 6, 1992. In: S. Enome, T. Hirayama (eds.), Proc. of Kofu Symposium, NRO Report No. 360, 1994, p. 147-150

147. Kobayashi Sh., Naohiko Y. Improved antenna drive system of the 8-cm Radioheliograph. In: Proc. of Research Inst, of Atmospherics Nagoya University, 1984, vol. 3, p. 39-50

148. Konovalov S.K., Altyntsev A.T., Grechnev V.V., Lisysian E.G., Rudenko G.V., Magun A. IDL library developed in the Institute of Solar-Terrestrial Physics (Irkutsk, Russia). Ibid, p. 447-450

149. Kopp R.A., Pneuman G.W. Magnetic reconnection in the corona and the loop prominence phenomenon. Solar Physics, 1976, 50, 85-98

150. Kriiger A., Hildebrandt J., Fiirstenberg F., Staude J. An emission model of the S-component of solar radio emission as a part of a complex working model of sunspot and plage structure. Heinrich-Hertz-Institut. HHI-STP-Report № 14, 1982, p. 2-23

151. Kundu M. Relative positions of microwave and hard X-ray burst sources. Advances in Space Research, 1984, 4, 157-162

152. Kundu M. R., Vlahos L. Solar microwave bursts A review. Space Science Reviews, 1982, 32, 405-462

153. Lambert L.B. Wide-band, instantaneous spectrum analyzers employing delay-line light modulators. 1962 IEEE Internatl. Conv. Rec., vol. 10, pt. 6, p. 69-78

154. Machado M. E., Moore R. L., Hernandez A.M., RoviraM. G., Hagyard M. J., Smith J., The observed characteristics of flare energy release. Astrophysical Journal, 1988, 326, 425-450

155. Maksimov V.P., Zubkova G.N., BorovikA.V. An investigation of the subflare-microwave burst connection. Astronomische Nachrichten, 1990, 311, 299-303

156. Maroulis D., Dumas G., Bougeret J. L., Caroubalos C., Poquerusse M. The digital system ARTEMIS for realtime processing of radio transient emissions in the solar corona. Solar Physics, 1993, 147, 359-367

157. Marsh K. A., Hurford G. J. High spatial resolution solar microwave observations. Annual review of astronomy and astrophysics, 1982, 20, 497-516

158. Massen C.R. A stable acousto-optical spectrometer for millimeter radioastronomy. Astronomy and Astrophysics, 1982, v.114, p. 270-274

159. Masuda S. Vertical structure of hard X-ray sources in solar flares, In: S. Enome,

160. Т. Hirayama (eds.), Proc. of Kofu Symposium, NRO report No. 360, 1994, p. 209-212

161. Melrose D.B. Emission at cyclotron harmonics due to coalescence of z-mode waves. Astrophysical Journal, 1991, 380, 256-267

162. Melrose D.B., Dulk G.A. Electron-cyclotron masers as the source of certain solar and stellar radio bursts. Astrophysical Journal, 1982, 259, 844-858

163. Melrose D.B., Dulk G.A. Radio-frequency heating of the coronal plasma during flares. Astrophysical Journal, 1984, 282, 308-315

164. Multiple Controllers in a CAMAC Crate. Euratom report EUR6500e (TID-26617), ESONE, 1977

165. Nakajima H., Metcalf T. Microwave and hard X-ray sources in two X-class limb flares. In: R. Ramaty, N. Mandzhavidze, X.-M. Hua (eds.) Proc. of High Energy Solar Physics, 1995, AIP Conf. Proc., 374, 1996, p. 393

166. Nakajima H., Nishio M., Enome S., Shibasaki K. et al. New Nobeyama Radio Heliograph. Journal of Astrophysics and Astronomy, 1995, 16, 437

167. Nakajima H., Nishio M., Enome Sh. et al. The Nobeyama Radioheliograph. Proc. IEEE, vol. 82, No. 5, May 1994, 705-713

168. Nishio M., Torii C., Enome Sh. et al. The Improved 8-cm Radioheliograph at Toyokawa. Publ. Astron. Soc. Japan, 36, 1984.

169. Nishio M., Yaji K., Kosugi Т., Nakajima H., Sakurai T. Magnetic Field Configuration in Impulsive Solar Flares Inferred from Coaligned Microwave/X-Ray Images. Astro-physical Journal, 1997, 489, 976

170. Nishio M., Nakajima H., Enome S. et al. 1994. The Nobeyama Radioheliograph. Hardware system. In: S. Enome, T. Hirayama (eds.), Proc. of Kofu Symposium, NRO Report No. 360, p. 19-33

171. Ramaty R., Astrophysical Journal, 1969, 158, 753

172. Ramaty R., Schwartz R.A., Enome S., Nakajima H. Gamma-ray and millimeter-wave emissions from the 1991 June X-class solar flares. Astrophysical Journal, 1994, 436, 941-949

173. Rudenko G.V. Reconstructing the magnetic field of the solar corona from high and low spatial resolution photospheric data. Препринт ИСЗФ 2-97. Иркутск, 1997, 50 с.

174. Serial Highway System. Euratom report EUR6100e, ESONE, 1973

175. Shimizu Т., Tsuneta S., Acton L.W. et al. Morphology of active region transient brightenings with the Yohkoh Soft X-ray Telescope. Astrophysical Journal, 1994, 422, 906-911

176. Simberova S., Karlicky M., Svestka Z. An analysis of Skylab X-ray pictures of a giant coronal arch. Solar Physics, 1993, 146, 343-356

177. Smolkov G.Ya., Krissinel B.B., Treskov T.A., Potapov N.N., Miller V.G. The Siberian solar radio telescope. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, М., Наука, 1990, вып. 91, с. 146-158

178. StahliM., BenzA. O. Microwave emission of solar electron beams. Astronomy and Astrophysics, 1987, 175,271-276

179. Stahli M., Fuhrer M. Digital multichannel spectrometer for solar microwave observations. Solar Physics, 1987, 114, 105

180. StahliM., Magun A. The microwave spectrum of solar millisecond spikes. Solar Physics, 1986, 104, 117-123

181. Stockman H.S. Differential imaging using charge-coupled device (CCD) imagers with on-chip charge storage. SPIE, vol. 331, Instrumentation in Astronomy IV (1982), p. 76-80

182. Sturrock P.A., Nature, 1966, 211, 695

183. Sych R. A., Uralov A. M., Korzhavin A. N. Radio observations of compact solar sources located between sunspots. Solar Physics, 1993, 144, 59-68

184. Sylwester J., Garcia H. A., Sylwester B. Quantitative interpretation of GOES soft X-ray measurements. I. The isothermal approximation: application of various atomic data. Astronomy and Astrophysics, 1995, 293, 577-585

185. TakakuraT., NittaN., KaufinannP., Costa J.E.R., Degaonkar S.S., OhkiK. Subsecond pulsations simultaneously observed at microwaves and hard X rays in a solar burst. Nature, 1983,302,317-319

186. Takano T., and The Nobeyama Radioheliograph Group. In: Proc. of Eighth Int. Symp. On Solar Terrestrial Physics, Sendai, Japan, 1994, SCOSTEP, p. 44

187. Tanaka H. In: Proc. of the Research Inst, of Atmospherics Nagoya University. Activity Reports. Section 3. 1967, vol. 14, p. 69-71

188. Tanaka H. In: Proc. of the Research Inst, of Atmospherics Nagoya University, 1968, vol. 15, p. 89-94

189. Tanaka H., Kakinuma T. Improvement of the high-resolution interferometer at 9.4 Gc/s. In: Proc. of the Research Inst, of Atmospherics Nagoya University, 1965, vol. 12, p. 27-33

190. Tanaka H., Kakinuma T., and Enome Sh. High-resolution observations of the sources of solar radio burst at 9.4 Gc/s. In: Proc. of the Research Inst, of Atmospherics Nagoya University, 1967, vol. 14, p. 23-34

191. Tapping K. F. Solar VLBI of compact transient sources. Solar Physics, 1.986, 104, 199-206

192. Tapping K. F., Kuijpers J., Kaastra J. S., van Nieuwkoop J., Graham D., Slottje C. VLBI of solar flares. Astronomy and Astrophysics, 1983, 122, 177-180

193. The YOHKOH HXT DATABOOK (I), NAO, Mitaka, Tokyo 181, Japan, 1993

194. Tsuneta S., Structure and Dynamics of Magnetic Reconnection in a Solar Flare. Astrophysical Journal, 1996, 456, 840

195. Tsuneta S., Acton L., Bruner M. et al. The soft X-ray telescope for the SOLAR-A mission. Solar Physics, 1991, 136, 37-67

196. UralovA.M. Scintillation of solar radio sources: implication for spikes. Solar Physics, 1998, 183, 133-155

197. Uralov A.M., Lesovoi S.V., Grechnev V.V., Sych R.A., Kardapolova N.N., Smol-kov G.Ya., Treskov T.A. Two-dimensional SSRT observations of the flare-productive active region in July 1996. Solar Physics, 1998, 178, 557-562

198. Vlahos L., Georgoulos M., Kluiving R., Paschos P. The statistical flare. Astronomy and" Astrophysics, 1995, 299, 897-911

199. Vlahos L., Sharma R. Electron cyclotron maser instability in the solar corona -The role of superthermal tails. Astrophysical Journal, 1985, 290, 347-352

200. Wentzel D.G. A new explanation of solar radio millisecond "spikes". Astrophysical Journal, 1993, 407, 380-384

201. Willson R.F. Solar Physics, 1983, 83, 205

202. Wohlleben R., Mattes H. Interferometrie in Radioastronomie und Radartechnik. Wiirzburg, 1973, 158 S.

203. Yaji K., Kosugi T., Sakao T., Masuda S., Inda-Koide M., Hanaoka Y. A comparison of hard X-ray, soft X-ray, and microwave sources in solar flares. In: S. Enome, T. Hirayama (eds.), Proc. OfKofu Symposium, NRO Report No. 360, 1994, p. 143-146

204. Zaitsev V. V., Stepanov A. V. Solar Physics, 1983, 88, 297

205. ZandanovV., Lesovoi S. Filament observations at the SSRT. In: Nobeyama Symposium on Solar Physics with Radio Observations, October 27 - 30, 1998. Kiyosato (near Nobeyama), Japan. Abstract book. Nobeyama Radio Observatory / NAOJ, p. 88-89

206. Zirin H., Banmert B.M., Hurford G.J., 1991. The Microwave Brightness Temperature Spectrum of the Quiet Sun, Astrophysical Journal, 370, 779-783