Novinky

Nejlepší vědecké výsledky za rok 2012: Elektronová n-rozdělovací funkce a dvojné vrstvy ve slunečních erupcích

Rada Astronomického ústavu vybrala pět nejvýznamnějších vědeckých výsledků za rok 2012 publikovaných v odborných časopisech. Dnes představujeme práci Doc. RNDr. Mariana Karlického, DrSc., a kol. o dvojných vrstvách ve slunečních erupcích.

Název vědecké práce

Elektronová n-rozdělovací funkce a dvojné vrstvy ve slunečních erupcích

Stručný popis:

Při analýze rentgenových spekter jsme zjistili přítomnost n-rozdělovací funkce elektronů v impulzové fázi sluneční erupce (Kulinová a kol. 2011). Zjistili jsme, že n-rozdělovací funkce a pohybující se Maxwellova funkce jsou téměř shodné v jejich vysokoenergetických částech (Karlický a kol. 2012). Vzájemným srovnáváním obou těchto funkcí jsme odvodili jednoduchý vztah mezi parametry obou rozdělovacích funkcí: v0/vT ~ (3/4 n)1/2, kde v0 je driftová rychlost a vT je rychlost tepelná. Zjistili jsme však, že pozorované hodnoty parametru n v n-rozdělovací funkci odpovídají velmi vysokým hodnotám parametru v0/vT, pro které je pohybující se Maxwellova funkce nestabilní. Proto pro vznik stabilní funkce podobné n-distribici je třeba nějaký stabilizační proces. Studovali jsme proto systém elektronového svazku se zpětným proudem v impulzové fázi sluneční erupce s užitím 3-D elektromagnetického částicového modelu. Zjistili jsme, že v tomto systému se může vytvořit silná dvojná vrstva, ve které jsou elektrony silně urychlovány. Vysoko-energetická část jejich rozdělovací funkce je velice podobná n-rozdělovací funkci (viz obrázek), a navíc zůstává v okolí dvojné vrstvy stabilní (Karlický 2012). Tato pozorování n-rozdělovacích funkcí ukazuje na přítomnost dvojných vrstev ve slunečních erupcích. Podoba procesů ve slunečních erupcích a procesů v zemské polární záři, ve které byly dvojné vrstvy pozorovány družicí FAST, podporuje náš závěr. Dále jsme studovali vliv n-rozdělovací funkce na formování rentgenových kontinuí, pozorovaných rentgenovým spektrometrem (Dudík a kol. 2012).

Srovnání elektronových rozdělovacích funkcí se stejnou střední energií ve slunečních erupcích: n-rozdělovací funkce, pohybující se Maxwellova funkce a DL rozdělovací funkce, která vzniká ve dvojné vrstvě, jsou téměř stejné v jejich vysoko-energetické části. Klesají k vyšším energiím mnohem rychleji než Maxwellova rozdělovací funkce.

Citace práce:

1) Dudík, J. - Kašparová, J. - Dzifčáková, E. - Karlický, M. - Mackovjak, Š.: The non-Maxwellian continuum in the X-ray, UV and radio range, Astronomy & Astrophysics 539, A107 (2012) (12pp)

2) Karlický, M. - Dzifčáková, E. - Dudík, J.: On the physical meaning of n-distributions in solar flares, Astronomy & Astrophysics 537, id. A36 (2012) (5pp)

3) Karlický, M.: The n-distribution of electrons and double layers in the electron-beam-return-current system of solar flares, Astrophysical Journal 750: 49 (2012) (7pp)

4) Kulinová, A. - Kašparová, J. - Dzifčáková, E. - Sylwester, J. - Sylwester, B. - Karlický, M.: Diagnostics of non-thermal distributions in solar flare spectra observed by RESIK and RHESSI, Astronomy & Astrophysics 533, A81 (16pp) (2011) (16pp)