АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2026, том 81, № 3, страницы 531–544
ЭВОЛЮЦИЯ СЛАБЫХ МГД-ВОЗМУЩЕНИЙ В МАГНИТНОМ СЛОЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ТЕПЛОВЫХ НЕУСТОЙЧИВОСТЕЙ
© 2026
Д. В. Агапова1,2*
,
Д. И. Завершинский1,2**
,
Д. И. Завершинский1,2**
1Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева, Самара, 443086 Россия
2Самарский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Самара, 443011 Россия
*E-mail: agapovadaria2019@gmail.com
**E-mail: zavershinskiy.di@ssau.ru
2Самарский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Самара, 443011 Россия
*E-mail: agapovadaria2019@gmail.com
**E-mail: zavershinskiy.di@ssau.ru
УДК 523.9-726-17
Поступила в редакцию 10 марта 2026 года; после доработки 5 марта 2026 года; принята к публикации 18 июня 2026 года
В работе представлены результаты численного моделирования динамики плазменных возмущений при различных типах. Показано, что каждый тип неустойчивости формирует уникальные пространственно-временные структуры возмущений за счет специфического влияния на распределение энергии между модами и гармониками. Установлено существенное воздействие неадиабатических процессов на дисперсионные свойства волн и фазовые соотношения между возмущениями плотности и температуры. Наблюдаемые спектральные особенности демонстрируют различные изменения интенсивности в разных каналах, что подчеркивает важность мультиспектрального подхода для диагностики плазменных процессов. Полученные результаты способствуют углублению понимания механизмов коронального нагрева и открывают новые перспективы для корональной сейсмологии, предоставляя критерии для интерпретации наблюдательных данных.
Ключевые слова:
Солнце: корона — магнитогидродинамика (МГД) — волны — плазма — неустойчивости
ФинансированиеСписок литературы
Работа частично поддержана в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект №FMR-2024-0017).
Список литературы
1. D. Agapova, S. Belov, and D. Zavershinskii, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 528 (4), 6751 (2024). DOI:10.1093/mnras/stae315
2. D. V. Agapova, S. A. Belov, N. E. Molevich, and D. I. Zavershinskii, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 514 (4), 5941 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac1612
3. P. Antolin, Plasma Physics and Controlled Fusion 62 (1), id. 014016 (2020). DOI:10.1088/1361-6587/ab5406
4. P. Antolin, K. Shibata, and G. Vissers, Astrophys. J. 716 (1), 154 (2010). DOI:10.1088/0004-637X/716/1/154
5. D. Banerjee, G. Gupta, and L. Teriaca, Space Science Reviews 158 (2), 267 (2011). DOI:10.1007/s11214-010-9698-z
6. D. Banerjee, E. O’shea, and J. Doyle, Solar Physics 196 (1), 63 (2000). DOI:10.1023/A:1005265230456
7. D. Banerjee, E. O’Shea, J. Doyle, and M. Goossens, Astron. and Astrophys. 380 (2), L39 (2001). DOI:10.1051/0004-6361:20011548
8. P. Boerner, C. Edwards, J. Lemen, et al., Solar Physics 275 (1), 41 (2012). DOI:10.1007/s11207-011-9804-8
9. P. Browning, Plasma Physics and Controlled Fusion 33 (6), 539 (1991).
10. R. Chin, E. Verwichte, G. Rowlands, and V. M. Nakariakov, Physics of Plasmas 17 (3), id. 032107 (2010). DOI:10.1063/1.3314721
11. S. M. Conde C., R. Jain, and V. Jatenco-Pereira, Astrophys. J. 890 (2), L21 (2020). DOI:10.3847/2041-8213/ab7348
12. R. Dahlburg and J. Mariska, Solar Physics 117 (1), 51 (1988).
13. I. De Moortel and V. M. Nakariakov, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 370, 3193 (2012). DOI:10.1098/rsta.2011.0640
14. B. De Pontieu, A. Title, J. Lemen, et al., Solar Physics 289 (7), 2733 (2014). DOI:10.1007/s11207-014-0485-y
15. C. De Forest and J. Gurman, Astrophys. J. 501 (2), L217 (1998). DOI:10.1086/311460
16. G. Del Zanna, K. Dere, P. Young, and E. Landi, Astrophys. J. 909 (1), id. 38 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/abd8ce
17. G. B. Field, Astrophys. J., 142, 531 (1965). DOI:10.1086/148317
18. D. L. Gilden, Astrophys. J., 283, 679. 283, 679 (1984). DOI:10.1086/162354
19. J. Heyvaerts, Astron. and Astrophys. 37 (1), 65 (1974).
20. M. H. Ibanez and O. B. Escalona, Astrophys. J., 415 (1), 335 (1993). DOI:10.1086/173167
21. F. Jiao, L. Xia, B. Li, et al., Astrophys. J. 809 (1), L17 (2015). DOI:10.1088/2041-8205/809/1/L17
22. R. Karakotov, A. Kuznetsov, S. Anfinogentov, and V. M. Nakariakov, Solar Physics 299 (12), id. 163 (2024). DOI:10.1007/s11207-024-02404-w
23. D. B. King, V. M. Nakariakov, E. Deluca, et al., Astron. and Astrophys. 404 (1), L1 (2003). DOI:10.1051/0004-6361:20030763
24. J. A. Klimchuk, Solar Physics 234 (1), 41 (2006). DOI:10.1007/s11207-006-0055-z
25. J. A. Klimchuk, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 373 (2042), 20140256 (2015). DOI:10.1098/rsta.2014.0256
26. D. Kolotkov, T. Duckenfield, and V. M. Nakariakov, Astron. and Astrophys. 644, id. A33 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202039095
27. D. Kolotkov, V. M. Nakariakov, and D. Zavershinskii, Astron. and Astrophys. 628, A133 (2019). DOI:10.1051/0004-6361/201936072
28. D. Y. Kolotkov, Frontiers in Astronomy and Space Sciences 9, id. 402 (2022). DOI:10.3389/fspas.2022.1073664
29. D. Y. Kolotkov, T. J. Duckenfield, and V. M. Nakariakov, Astron. and Astrophys. 644, id. A33 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202039095
30. S. Krishna Prasad and T. Van Doorsselaere, Astrophys. J. 914 (2), id. 81 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/abfb01
31. A. G. Kritsuk and M. L. Norman, Astrophys. J. 569 (2), L127 (2002). DOI:10.1086/340785
32. R.-Y.Kwon, L.Ofman,O.Olmedo, et al., Astrophys. J. 766 (1), article id. 55 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/776/1/55
33. J. R. Lemen, A. M. Title, D. J. Akin, et al., Solar Physics 275 (1), 17 (2012). DOI:10.1007/s11207-011-9776-8
34. W. Liu and L. Ofman, Solar Physics 289 (9), 3233 (2014). DOI:10.1007/s11207-014-0528-4
35. W. Liu, L. Ofman, N. V. Nitta, et al., Astrophys. J. 753 (1), article id. 52 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/753/1/52
36. C. K. Macnamara and B. Roberts, Astron. and Astrophys. 526, id. A75 (2011). DOI:10.1051/0004-6361/201015460
37. S. Mandal, H. Tian, and H. Peter, Astron. and Astrophys. 652, id. L3 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202141542
38. N. E. Molevich and A. N. Oraevskii, Zhurnal Eksperimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki 94, 128 (1988).
39. H. Morgan and J. Pickering, Solar Physics 294 (10), article id. 135 (2019).
40. V. M. Nakariakov and D. Y. Kolotkov, Annual Rev. Astron. Astrophys. 58 (1), 441 (2020). DOI:10.1007/s11207-019-1525-4
41. V. M. Nakariakov, M. K. Kosak, D. Y. Kolotkov, et al., Astrophys. J. 874 (1), article id. L1 (2019). DOI:10.3847/2041-8213/ab0c9f
42. V. M. Nakariakov, C. A. Mendoza-Bricen˜ o, and M. H. Iba´ n˜ ez S., Astrophys. J. 528 (2), 767 (2000). DOI:10.1086/308195
43. V. M. Nakariakov, S. Zhong, D. Y. Kolotkov, et al., Reviews ofModern Plasma Physics 8 (1), article id. 19 (2024). DOI:10.1007/s41614-024-00160-9
44. U. Narain and P. Ulmschneider, Space Science Reviews 75 (3), 453 (1996). DOI:10.1007/BF00833341
45. W. D. Pesnell, B. J. Thompson, and P. Chamberlin, Solar Physics, 275 (1–2), 3 (2012). DOI:10.1007/s11207-011-9841-3
46. D. Riashchikov, E. Scoptsova, and D. Zavershinskii, Solar Physics 299 (9), id. 136 (2024). DOI:10.1007/s11207-024-02383-y
47. D. S. Riashchikov, N. E. Molevich, and D. I. Zavershinskii, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 522 (1), 572 (2023). DOI:10.1093/mnras/stad1005
48. B. Roberts, MHD Waves in the Solar Atmosphere (Cambridge University Press, Cambridge, 2019).
49. P. Rochus, F. Auche` re, D. Berghmans, et al., Astron. and Astrophys. 642, id. A8 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/201936663
50. R. Rosner, W. H. Tucker, and G. Vaiana, Astrophys. J., 220, 643 (1978). DOI:10.1086/155949
51. E. A. Smith and E. R. Priest, Solar Physics 53 (1), 25 (1977). DOI:10.1007/BF02260207
52. E. Va´ zquez-Semadeni, D. Ryu, T. Passot, et al., Astrophys. J. 643 (1), 245 (2006). DOI:10.1086/502710
53. T. Wang, L. Ofman, D. Yuan, et al., Space Science Reviews 217 (2), article id. 34 (2021). DOI:10.1007/s11214-021-00811-0
54. T. Waters and D. Proga, Astrophys. J. 875 (2), article id. 158 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab10e1
55. T. Waters and A. Stricklan, Solar Physics 300 (1), id. 5 (2025). DOI:10.1007/s11207-024-02417-5
56. E. Yarunova, A. Krents, and N. Molevich, Optical Memory and Neural Networks 33, S18 (2024). DOI:10.3103/S1060992X24700267
57. D. Zavershinskii and D. Agapova, Solar Physics 301 (1), id. 7 (2026). DOI:10.1007/s11207-025-02602-0
58. D. I. Zavershinskii, D. Y. Kolotkov, D. Riashchikov, and N. Molevich, Solar Physics 296 (6), article id. 96 (2021). DOI:10.1007/s11207-021-01841-1
59. D. I. Zavershinskii, D. Y. Kolotkov, V. M. Nakariakov, et al., Physics of Plasmas 26 (8), id. 082113 (2019). DOI:10.1063/1.5115224
60. Q. Zhang, J. Dai, Z. Xu, et al., Astron. and Astrophys. 638, id. A32 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202038233
2. D. V. Agapova, S. A. Belov, N. E. Molevich, and D. I. Zavershinskii, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 514 (4), 5941 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac1612
3. P. Antolin, Plasma Physics and Controlled Fusion 62 (1), id. 014016 (2020). DOI:10.1088/1361-6587/ab5406
4. P. Antolin, K. Shibata, and G. Vissers, Astrophys. J. 716 (1), 154 (2010). DOI:10.1088/0004-637X/716/1/154
5. D. Banerjee, G. Gupta, and L. Teriaca, Space Science Reviews 158 (2), 267 (2011). DOI:10.1007/s11214-010-9698-z
6. D. Banerjee, E. O’shea, and J. Doyle, Solar Physics 196 (1), 63 (2000). DOI:10.1023/A:1005265230456
7. D. Banerjee, E. O’Shea, J. Doyle, and M. Goossens, Astron. and Astrophys. 380 (2), L39 (2001). DOI:10.1051/0004-6361:20011548
8. P. Boerner, C. Edwards, J. Lemen, et al., Solar Physics 275 (1), 41 (2012). DOI:10.1007/s11207-011-9804-8
9. P. Browning, Plasma Physics and Controlled Fusion 33 (6), 539 (1991).
10. R. Chin, E. Verwichte, G. Rowlands, and V. M. Nakariakov, Physics of Plasmas 17 (3), id. 032107 (2010). DOI:10.1063/1.3314721
11. S. M. Conde C., R. Jain, and V. Jatenco-Pereira, Astrophys. J. 890 (2), L21 (2020). DOI:10.3847/2041-8213/ab7348
12. R. Dahlburg and J. Mariska, Solar Physics 117 (1), 51 (1988).
13. I. De Moortel and V. M. Nakariakov, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 370, 3193 (2012). DOI:10.1098/rsta.2011.0640
14. B. De Pontieu, A. Title, J. Lemen, et al., Solar Physics 289 (7), 2733 (2014). DOI:10.1007/s11207-014-0485-y
15. C. De Forest and J. Gurman, Astrophys. J. 501 (2), L217 (1998). DOI:10.1086/311460
16. G. Del Zanna, K. Dere, P. Young, and E. Landi, Astrophys. J. 909 (1), id. 38 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/abd8ce
17. G. B. Field, Astrophys. J., 142, 531 (1965). DOI:10.1086/148317
18. D. L. Gilden, Astrophys. J., 283, 679. 283, 679 (1984). DOI:10.1086/162354
19. J. Heyvaerts, Astron. and Astrophys. 37 (1), 65 (1974).
20. M. H. Ibanez and O. B. Escalona, Astrophys. J., 415 (1), 335 (1993). DOI:10.1086/173167
21. F. Jiao, L. Xia, B. Li, et al., Astrophys. J. 809 (1), L17 (2015). DOI:10.1088/2041-8205/809/1/L17
22. R. Karakotov, A. Kuznetsov, S. Anfinogentov, and V. M. Nakariakov, Solar Physics 299 (12), id. 163 (2024). DOI:10.1007/s11207-024-02404-w
23. D. B. King, V. M. Nakariakov, E. Deluca, et al., Astron. and Astrophys. 404 (1), L1 (2003). DOI:10.1051/0004-6361:20030763
24. J. A. Klimchuk, Solar Physics 234 (1), 41 (2006). DOI:10.1007/s11207-006-0055-z
25. J. A. Klimchuk, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 373 (2042), 20140256 (2015). DOI:10.1098/rsta.2014.0256
26. D. Kolotkov, T. Duckenfield, and V. M. Nakariakov, Astron. and Astrophys. 644, id. A33 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202039095
27. D. Kolotkov, V. M. Nakariakov, and D. Zavershinskii, Astron. and Astrophys. 628, A133 (2019). DOI:10.1051/0004-6361/201936072
28. D. Y. Kolotkov, Frontiers in Astronomy and Space Sciences 9, id. 402 (2022). DOI:10.3389/fspas.2022.1073664
29. D. Y. Kolotkov, T. J. Duckenfield, and V. M. Nakariakov, Astron. and Astrophys. 644, id. A33 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202039095
30. S. Krishna Prasad and T. Van Doorsselaere, Astrophys. J. 914 (2), id. 81 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/abfb01
31. A. G. Kritsuk and M. L. Norman, Astrophys. J. 569 (2), L127 (2002). DOI:10.1086/340785
32. R.-Y.Kwon, L.Ofman,O.Olmedo, et al., Astrophys. J. 766 (1), article id. 55 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/776/1/55
33. J. R. Lemen, A. M. Title, D. J. Akin, et al., Solar Physics 275 (1), 17 (2012). DOI:10.1007/s11207-011-9776-8
34. W. Liu and L. Ofman, Solar Physics 289 (9), 3233 (2014). DOI:10.1007/s11207-014-0528-4
35. W. Liu, L. Ofman, N. V. Nitta, et al., Astrophys. J. 753 (1), article id. 52 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/753/1/52
36. C. K. Macnamara and B. Roberts, Astron. and Astrophys. 526, id. A75 (2011). DOI:10.1051/0004-6361/201015460
37. S. Mandal, H. Tian, and H. Peter, Astron. and Astrophys. 652, id. L3 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202141542
38. N. E. Molevich and A. N. Oraevskii, Zhurnal Eksperimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki 94, 128 (1988).
39. H. Morgan and J. Pickering, Solar Physics 294 (10), article id. 135 (2019).
40. V. M. Nakariakov and D. Y. Kolotkov, Annual Rev. Astron. Astrophys. 58 (1), 441 (2020). DOI:10.1007/s11207-019-1525-4
41. V. M. Nakariakov, M. K. Kosak, D. Y. Kolotkov, et al., Astrophys. J. 874 (1), article id. L1 (2019). DOI:10.3847/2041-8213/ab0c9f
42. V. M. Nakariakov, C. A. Mendoza-Bricen˜ o, and M. H. Iba´ n˜ ez S., Astrophys. J. 528 (2), 767 (2000). DOI:10.1086/308195
43. V. M. Nakariakov, S. Zhong, D. Y. Kolotkov, et al., Reviews ofModern Plasma Physics 8 (1), article id. 19 (2024). DOI:10.1007/s41614-024-00160-9
44. U. Narain and P. Ulmschneider, Space Science Reviews 75 (3), 453 (1996). DOI:10.1007/BF00833341
45. W. D. Pesnell, B. J. Thompson, and P. Chamberlin, Solar Physics, 275 (1–2), 3 (2012). DOI:10.1007/s11207-011-9841-3
46. D. Riashchikov, E. Scoptsova, and D. Zavershinskii, Solar Physics 299 (9), id. 136 (2024). DOI:10.1007/s11207-024-02383-y
47. D. S. Riashchikov, N. E. Molevich, and D. I. Zavershinskii, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 522 (1), 572 (2023). DOI:10.1093/mnras/stad1005
48. B. Roberts, MHD Waves in the Solar Atmosphere (Cambridge University Press, Cambridge, 2019).
49. P. Rochus, F. Auche` re, D. Berghmans, et al., Astron. and Astrophys. 642, id. A8 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/201936663
50. R. Rosner, W. H. Tucker, and G. Vaiana, Astrophys. J., 220, 643 (1978). DOI:10.1086/155949
51. E. A. Smith and E. R. Priest, Solar Physics 53 (1), 25 (1977). DOI:10.1007/BF02260207
52. E. Va´ zquez-Semadeni, D. Ryu, T. Passot, et al., Astrophys. J. 643 (1), 245 (2006). DOI:10.1086/502710
53. T. Wang, L. Ofman, D. Yuan, et al., Space Science Reviews 217 (2), article id. 34 (2021). DOI:10.1007/s11214-021-00811-0
54. T. Waters and D. Proga, Astrophys. J. 875 (2), article id. 158 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab10e1
55. T. Waters and A. Stricklan, Solar Physics 300 (1), id. 5 (2025). DOI:10.1007/s11207-024-02417-5
56. E. Yarunova, A. Krents, and N. Molevich, Optical Memory and Neural Networks 33, S18 (2024). DOI:10.3103/S1060992X24700267
57. D. Zavershinskii and D. Agapova, Solar Physics 301 (1), id. 7 (2026). DOI:10.1007/s11207-025-02602-0
58. D. I. Zavershinskii, D. Y. Kolotkov, D. Riashchikov, and N. Molevich, Solar Physics 296 (6), article id. 96 (2021). DOI:10.1007/s11207-021-01841-1
59. D. I. Zavershinskii, D. Y. Kolotkov, V. M. Nakariakov, et al., Physics of Plasmas 26 (8), id. 082113 (2019). DOI:10.1063/1.5115224
60. Q. Zhang, J. Dai, Z. Xu, et al., Astron. and Astrophys. 638, id. A32 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202038233
Evolution of Weak MHD Perturbations in a Magnetic Slab under Various Types of Thermal Instabilities
© 2026
D. V. Agapova1,2*
and D. I. Zavershinskii1,2**
and D. I. Zavershinskii1,2**
1Samara National Research University, Samara, 443086 Russia
2Samara branch of the Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Samara, 443011 Russia
*E-mail: agapovadaria2019@gmail.com
**E-mail: zavershinskiy.di@ssau.ru
2Samara branch of the Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Samara, 443011 Russia
*E-mail: agapovadaria2019@gmail.com
**E-mail: zavershinskiy.di@ssau.ru
This paper presents the results of numerical simulations of the dynamics of plasma perturbations under various types of thermal instabilities in the solar corona. Particular attention is paid to the analysis of intensity variations associated with temperature and density perturbations in the 171, 193, and 211 Å channels corresponding to the SDO/AIA observations. It is shown that each type of instability forms unique spatial and temporal structures of the perturbations, which is due to a specific influence on the energy distribution between modes and harmonics. A significant effect of non-adiabatic processes on the dispersion properties of waves and phase relations between density and temperature perturbations has been established. The observed spectral features show different intensity variations in different channels, which emphasizes the importance of the multispectral approach for the diagnosis of plasma processes. These results contribute to a deeper understanding of the mechanisms of coronal heating and open new avenues for coronal seismology by providing criteria for the interpretation of the observed data.
Keywords:
Sun: corona, magnetohydrodynamics (MHD), waves, plasma, instabilities
К содержанию номера