Солнечная корона, внешний слой атмосферы Солнца, представляет собой уникальный объект для изучения высокоэнергетических процессов. Её температура в спокойном состоянии достигает 1–210⁶ К, что значительно выше, чем у фотосферы (около 5500 К), — это парадокс и одна из главных загадок солнечной физики. Корона простирается на миллионы километров, формируя структуры, такие как петли магнитных полей, корональные дыры (источники высокоскоростного солнечного ветра) и выбросы плазмы, которые напрямую влияют на космическую погоду Земли. Изучение короны — ключ к разгадке многих задач, включая необъяснимую аномалию нагрева и механизм солнечных вспышек. Наблюдать её можно только во время полного солнечного затмения или с помощью коронографов, скрывающих яркий диск Солнца. Современные миссии, такие как Parker Solar Probe и Solar Orbiter, позволили приблизиться к разгадке механизмов нагрева короны и её динамики. Однако ключевые вопросы, включая природу узкополосных эффектов поглощения, остаются открытыми.

    С использованием нового высокоскоростного спектрального комплекса на радиотелескопе РАТАН-600 (эффективная площадь ≈ 1500 м² на 1.5 ГГц) в диапазоне 1–3 ГГц были обнаружены ранее недоступные для регистрации явления. В частности, выявлено сильное поглощение радиоволн над активными областями с чёткими частотными границами в дециметровом диапазоне. Это открытие стало возможным благодаря сочетанию высокого спектрального разрешения (до 10^-5) и методов подавления помех, что позволило выделить слабые сигналы (до 10-3 s.f.u.) на фоне мощного излучения спокойного Солнца (50–100 s.f.u.) при динамическом диапазоне до 90 дБ.

    В данной работе обнаружено поглощение во многих тонких структурах в корональной плазме с помощью спектрального комплекса с относительным разрешением по частоте 10^-5 и разрешением по времени 8 мс в диапазоне 1–3 ГГц, в спектрах радиоизлучения отдельных активных областей (АО), протуберанцах и волокнах. Подобные структуры в виде «коронального дождя» (рис.1 вверху) изучаются в оптике в линиях X-ray и EUV на крупных телескопах с диаметрами 1.6 м и 4.0 м, но впервые обнаружены в спектрах короны на радиоволнах (рис.1б). На рис.2 для сравнения показаны спектры спокойного Солнца и активных областей NOAA 13507(8). Пунктирными линиями показаны положения диаграммы направленности на РАТАН-600, в моменты получения спектров, а штрихпунктирными линиями показана ширина диаграммы направленности на длине волны 20 см.

    Представленные результаты открывают перспективы для дальнейших исследований тонкой структуры короны с помощью радиодиапазона. Комбинированный анализ данных позволяет получить более полное представление о физических процессах, происходящих в короне Солнца, и приблизиться к пониманию механизмов ее нагрева при измерениях баланса температуры.

Рис. 1. а) Корональный дождь на лимбе Солнца; б) Линии поглощения на частотах 1.2-1.7 ГГц.

Рис. 2. Спектры спокойного Солнца (внизу) и активной области (вверху).

Опубликовано:
1. Богод В. М., Лебедев М. К., Овчинникова Н. Е. и др. О новой концепции спектральной радиометрии на РАТАН-600 // Изв. Крымской астрофиз. обс. 2023. Т. 119. № 4. С. 17–26.
2. Ovchinnikova, Nina; Bogod, Vladimir; Lebedev, Mikhail, Observation at radio frequencies of the hydroxyl (OH) absorption line in filaments and prominences above active regions of the Sun, Solar-Terrestrial Physics, vol. 10, issue 3, pp. 18-24, DOI:10.12737/stp-103202403