ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 77
Скачиваний: 0
ПУЛЬСИРУЮЩИЕ ПОЛЯРНЫЕ сияния |
207 |
Зенит
2 - . 45°ю.ш.
*ѴІЛ/Л-*1Ч/и'ѵлМ''ѵ'/Ѵі/'ѵл^
30°ю .щ
ДѴЛ'ѴПЛМ* ^ ^
|
I |
2 ч 50м и н |
ЗчООмин |
В р е м я |
U T |
Р и с . 7 . 1 . Р е г и с т р о г р а м м ы н и з к о ч а с т о т н ы х п у л ь с и р у ю щ и х п о л я р н ы х с и я н и й , н а б л ю д а в ш и х с я о д н о в р е м е н н о в ч е т ы р е х р а з л и ч
н ы х н а п р а в л е н и я х в д о л ь |
м е р и д и а н а в Т р о м с ё 2 — 3 я н в а р я |
|
1 9 6 8 г. |
пиком и с последующими 5 или 8 импульсами все умень шающейся амплитуды. Промежуток времени между импуль сами во всех случаях постоянен, но составлял в различных случаях от одной до трех секунд.
Наблюдения с телевизионной аппаратурой [48] пока зали, что для субвизуальных пульсирующих пятен усиле ние или ослабление свечения происходит когерентно по всему пятну. У интенсивных, визуально наблюдаемых пя тен усиление происходит когерентно, а ослабление не всегда.
При высокой магнитной активности в утренние часы часто наблюдается другой тип пульсаций (после 6 ч 00 мин местного геомагнитного времени). Это быстрые, непра вильные пульсации, аналогичные микровсплескам аврорального рентгеновского излучения. Их амплитуды иногда превосходят в 3 раза минимальный уровень свечения. На рис. 7.5 приведен пример этого типа пульсаций. Спектр таких пульсаций очень плоский, а сильно увеличенный
Р и с . 7 . 2 . С п е к т р а л ь н а я п л о т н о с т ь |
п у л ь с а ц и й , |
и з о б р а ж е н н ы х на |
||||||||||
р и с . |
7 . 1 . С п е к т р ы п о с т р о е н ы в о т н о с и т е л ь н о й ш к а л е и с д в и н у т ы |
|||||||||||
п о |
оси ординат |
на 2 2 |
о т н о с и т е л ь н о д р у г д р у г а . |
Т р о м с ё |
2 — 3 |
я н в а р я |
||||||
1 9 |
6 8 |
г . , 2 ч 4 |
0 мин |
— |
3 ч |
2 3 |
м и н |
U T . а — 45° |
с . ш . , |
б — |
з е н и т , |
|
|
|
|
в — |
45° |
ю . |
ш ., г — 3 0 ° ю . |
ш. |
|
|
|
||
I I I |
) |
1 |
I |
I |
I |
I |
I______I_____ I--------- |
1------- |
«О |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
Секунды — *- |
|
|
||
С екунды —
Р и с . 7 . 3 . В ы с о к о ч а с т о т н ы е п у л ь с а ц и и в п о л я р н ы х с и я н и я х [4 0 ] .
|
|
ПУЛЬСИРУЮЩИЕ ПОЛЯРНЫЕ сияния |
209 |
|||||
участок спектра на рис. 7.5 |
|
|
|
|||||
свидетельствует, что спект |
|
|
|
|||||
ральная |
плотность |
сущес |
|
|
|
|||
твенна |
для |
частот |
вплоть |
|
|
|
||
до 2 Гц. |
Арнольды [7] |
|
|
|
||||
наблюдал |
быстрые флук |
|
|
|
||||
туации |
потока |
вторгаю |
|
|
|
|||
щихся электронов при ра |
|
|
|
|||||
кетных |
|
экспериментах. |
|
|
|
|||
Пульсации иа |
частотах от |
|
|
|
||||
1 до 10 Гц были |
связаны с |
|
|
|
||||
вариациями распределения |
|
|
|
|||||
по питч-углам. |
|
сияние |
|
|
|
|||
Пульсирующее |
|
|
|
|||||
часто |
может |
покрывать |
|
|
|
|||
значительную часть небо |
|
|
|
|||||
свода. |
При |
наблюдениях |
|
|
|
|||
с четырьмя |
фотометрами, |
|
|
|
||||
снабженными |
идентичны |
|
|
|
||||
ми фильтрами, |
пропуска |
2 |
4 6 8 |
10 12 |
||||
ющими |
эмиссию |
4278 А, |
||||||
часто |
|
регистрировались |
|
Частота, |
с~1 |
|||
одновременные |
пульсации |
Р и с . 7 . 4 . |
С п е к т р а л ь н а я |
п л о т н о с т ь |
||||
в области, |
ограниченной |
( о т н о с и т е л ь н ы е е д и н и ц ы ) |
в ы с о |
|
углами] |
возвышения 30° |
к о ч а с т о т н ы х п у л ь с а ц и й , |
п р и в е |
|
на юге |
и |
45° на севере |
д е н н ы х н а р и с . 7 . 3 [4 0 ] . |
|
|
|
|||
[39].На рис. 7.1 приве
ден пример таких пульсаций. Корреляция между пульсациями, наблюдаемыми в разных направлениях, очень низкая, возможно вообще отсутствует. Однако пульсации имеют одинаковый характер во всех каналах. Это видно на рис. 7.2, где показана спектральная плотность описывае мых наблюдений. Спектры для всех направлений очень похожи, причем все имеют главный максимум в интервале частот от 0,05 до 0,15 Гц. Спектральная плотность медленно пульсирующих сияний очень часто имеет широкие макси мумы в этом интервале частот. Однако более детальное рассмотрение показывает небольшие, но существенные различия от одной записи фотометра к другой. При пере ходе с юга на север происходит некоторое смещение глав ного максимума на большие частоты. Кроме того, на час-
1І2 8 — 8 36
210 |
ГЛАВА 7 |
|
Частота, Гц |
Р и с . 7 . 5 . |
Б ы с т р ы е н е п р а в и л ь н ы е ф л у к т у а ц и и и н т е н с и в н о с т и п о |
л я р н ы х |
с и я н и й в у т р е н н и е ч асы . Т р о м с ё , 5 — 6 д е к а б р я 1 9 6 7 г. |
тотах больше частоты максимума спектр более богат высо кими частотами в северной части неба, чем в зените или на юге.
Эти факты противоречат вариациям средней частоты с широтой для нескольких явлений (Квифт и Петтерсон, частное сообщение). Средняя частота пульсаций в сияниях уменьшается от 0,06 Гц на геомагнитной широте 65° с. ш. до ä ; 0,03 Гц на широте 75° с. ш. Кроме того, на любой широте частота пульсаций постоянна или меняется незна чительно с геомагнитной активностью.
ПУЛЬСИРУЮЩИЕ ПОЛЯРНЫЕ с и я н и я |
211 |
Наблюдения Шеферда и Пембертона [49] и автора |
(не |
опубликовано) показали, что размер когерентно пульси рующих пятен обычно от 5 до 10 км, хотя иногда могут наблюдаться когерентные пульсации, охватывающие боль шие площади. Это особенно заметно у дуг. Согласно [18], каждая дуга характеризуется когерентными пульсациями во всех точках, тогда как две соседние дуги могут пульси ровать некогерентно.
Сообщалось [24] о наблюдениях длиннопериодных пуль саций яркости всего или большей части небосвода в утрен ние часы (6 ч 00 мин — 7 ч 00 мин UT). Период пульсаций составлял несколько минут. Наблюдения проводились в зоне полярных сияний камерой полного обзора неба с самолета, летящего на высоте « 10 км. О подобных, но более быстрых флуктуациях интенсивности эмиссии Х3914 А по всему небосводу сообщалось также в [36].
Выполнено очень немного измерений дрейфа пульсирую щих пятен. Крессуэлл и Дэвис [18] нашли, что дрейф к вос току со скоростью 1000 м/с или меньше типичен для медленно пульсирующих сияний (с периодом несколько се кунд).
Дэвис [19] показал, что имеет место геомагнитная сопря женность сияний с периодом пульсаций в несколько секунд. Однако зарегистрирован, по-видимому, только один слу чай таких пульсирующих сияний.
Наблюдались пульсации интенсивности эмиссий На и Hß [1, 43]. Эти наблюдения были критически проанали зированы Изером [20], который представил также новые
измерения. Изер |
пришел |
к выводу, что прежние дан |
ные о пульсациях |
эмиссии |
Hß обусловлены наложением |
других эмиссий, так как кривая пропускания применяв шихся интерференционных фильтров имеет конечную ши рину и крылья, и поэтому почти наверняка пропускалась некоторая часть излучения других эмиссий полярного сияния. Аналогичные подозрения высказали также Ше-
ферд |
и Пембертон [49]. |
|
|
На |
основе |
тщательных одновременных измерений Hß |
|
и эмиссий, возбуждаемых электронами, |
в трех пульсирую |
||
щих полярных |
сияниях с периодами |
пульсаций от 5 до |
|
15 с Изер [20] |
заключил, что пульсации Hß отсутствуют. |
||
В то же время |
в пульсациях с периодами от 50 до 200 с |
||
1/о 8 *
212 |
ГЛАВА 7 |
были модулированы в одинаковой степени как эмиссия Hß, так и эмиссия 5577 Â [01]. Вклад протонов в общее воз буждение полярного сияния составлял примерно 15—20%. Другое явление — кратковременные всплески эмиссии Hß,— по-видимому, реально, хотя наблюдается очень редко (разд. 7.4).
7.3. Пламенные сияния
Пламенное сияние представляет волны света дугообраз ных очертаний, движущиеся с большой скоростью вверх от области высот 100 км. Это довольно редкое явление, типичное для периода после распада сияний. По мнению автора, такие сияния относительно более часты в субавроральных, чем в авроральных областях. Согласно Штёрмеру [50], после пламенного сияния часто появляется корона. Карлтон (см. [37]) измерил скорость волн пламен ных сияний фотоэлектрической аппаратурой и получил по порядку величины 1000 км/с. Для объяснения пламен ного сияния может быть предложена следующая интерпре тация. Если большое количество электронов различных энергий освобождается одновременно в одной и той же области магнитосферы и движется вдоль силовых линий
вполярные области, то быстрые электроны будут прибывать
ипроникать на меньшие высоты. Более медленные элек троны будут прибывать с задержкой в зависимости от их скорости и будут тормозиться, вызывая полярные сияния на последовательно увеличивающихся высотах. В резуль тате область излучения перемещается вверх, что и наблю дается. По измерениям Карлтона (см. [37]) получено рас
стояние до источника частиц »2500 км. Если это объясне ние правильно, то необходимо предположить, что захва ченные частицы высвобождаются в результате какогото возмущения длительностью в доли секунды. Продолжи тельность излучения из определенной области составляет несколько десятых секунды.
Наблюдая |
с телевизионной аппаратурой, Кресуэлл |
[14] нашел, |
что волны свечения движутся вверх со ско |
ростями » 80 |
км/с. При аналогичных наблюдениях [48] най |
дены скорости от 75 до 130 км/с. В последнем случае источ-