Новый взгляд на спектральную радиометрию солнечной короны

В. М. Богод

САО РАН, г. Санкт-Петербург, Россия

Прогресс радиоастрономических исследований ближнего и дальнего космоса очевиден. Очевидны и проблемы, ограничивающие развитие наземной радиоастрономии. Эти ограничения связаны с конструкциями антенных систем, с пределами по чувствительности к слабым деталям, наличием помех, которые в ряде случаев полностью закрывают важные диапазоны частот. В области солнечной радиоастрономии по-прежнему существуют фундаментальные проблемы нагрева короны, проблемы преобразования магнитной энергии в энергию вспышек и др. Возникает необходимость исследования слабых эффектов на фоне мощных сигналов спокойного Солнца и мощных вспышек, которые могут быть существенными для понимания всей картины активного Солнца. Актуальными становятся узкополосные явления, квазипериодические пульсации, явления типа коронального дождя, возникающие при вспышечных процессах и др.

Радиотелескоп РАТАН-600 давно используется для исследования солнечной короны. С его помощью были открыты слабые структуры, такие как радиогрануляция, микровспышки, слабые магнитные поля и др. Становится насущной смена концепции приемной спектральной аппаратуры для детального изучения солнечной короны. В связи с этим начата работа по созданию серии спектральных комплексов нового поколения со сплошным перекрытием всего рабочего диапазона РАТАН-600 1–40 ГГц. Номинальное частотное разрешение, достигаемое в каждом комплексе, ~122 кГц. Оно позволит проводить одновременную регистрацию всех узкополосных излучений, возникающих на высотах от переходной зоны хромосфера — корона до зоны формирования солнечного ветра.

Здесь представлены результаты первых серий наблюдений на Панорамном Спектральном Радиометрическом Комплексе в диапазоне 1–3 ГГц (ПАС 1–3 ГГц) по исследованиям слабоконтрастных корональных структур. В этом комплексе реализованы высокие параметры по спектральному разрешению более 8000 каналов/ГГц и широкому октавному перекрытию частотного диапазона при высоком временном разрешении до 8 мс/спектр и высоком динамическом диапазоне около 90 дБ. Проводятся испытания режима слежения за Солнцем на Южном секторе с перископом и новым спектрометром. Становится доступным мyльтиобъектный режим наблюдений от мощных вспыхивающих объектов до слабых структур вплоть до радиогрануляционного уровня. Разработаны и внедрены высокоскоростные средства приема и обработки информации с целью разделения полезных сигналов и помеховых сигналов в режиме реального времени. Эти параметры в совокупности с возможностями РАТАН-600 по эффективной площади и широкому частотному перекрытию позволили провести наблюдения слабых корональных структур в диапазоне 1–3 ГГц. В результате были обнаружены новые свойства корональной плазмы. Попутным результатом этих наблюдений явилась регистрация узкополосного поглощения в частотной полосе 1520 –1660 МГц, вблизи линии поглощения ОН (1612–1720 МГц). Возможные объяснения природы такого поглощения в короне Солнца на стадии обсуждения.