Высотная стратификация солнечных магнитных полей в 21–23 циклах

Аннотация

Радиальная компонента магнитного поля Солнца Br была рассчитана в потенциальном приближении в интервале высот от 1 до 2.5 радиуса Солнца R_ʘ. По этим данным построены синоптические карты магнитного поля для солнечных циклов 21-23. Для каждой 10-градусной широтной зоны найдена доля ее площади S_+field, занятая «+» полем в каждом обороте. Было принято, что во всей широтной зоне радиальная компонента поля имеет знак «+», если S_+field ³ 80 %, и знак «–», если S_+field £ 20 %.

Оказалось, что на уровне фотосферы (R = R_ʘ) поле практически униполярное в течение большей части цикла от полюсов до северной и южной широты ≈ 60^о. В окрестности минимумов между 21 и 22 циклами, а также 22 и 23 циклами в течение нескольких оборотов Солнца поле оказывается практически униполярным в диапазоне широт (–40^о) – 90^о. На R = 2.5 R_ʘ в течение большей части каждого цикла поле униполярное в диапазоне широт (–20^о–
(–90^о)) и (20^о–90^о). Согласно нашей интерпретации, смещение границы полярного поля к экватору с высотой отражает сверхрадиальное расширение открытых магнитных трубок из полярных корональных дыр. Найдено, что переполюсовка полярных полей начинается на 1-2 оборота и заканчивается от 2 до 14 оборотов Солнца раньше на больших высотах, чем на поверхности Солнца. Это свидетельствует о том, что вначале происходит переполюсовка крупномасштабного поля, а затем мелкомасштабного. При исследовании секторной структуры магнитного поля на разных высотах, оказалось, что границы, вращающиеся с периодом меньше кэррингтоновского, простираются до больших высот, чем границы с кэррингтоновским и более длинным периодом. Мы предполагаем, что границы первого типа образуются крупномасштабными структурами магнитного поля, границы второго типа определяются активными областями.