مطالعه توزیع میدان مغناطیسی در سایه یک لکه خورشیدی

چکیده لکه های خورشیدی که در شیدسپهر دیده می شوند، بارزترین نمونه از پدیده های مغناطیسی هستند. لکه های خورشیدی از چند جنبه برای فهم ما از مغناطیس خورشیدی مورد توجه اند. توضیحات بیشتر در مورد لکه های خورشیدی، ویژگی های کلی آنها و مدل های مناسب برای توصیف آنها در فصل اوّل مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پایان نامه به تحلیل داده های رصدی قطبش سنج طیفی از سایه ی دو لکه خورشیدی 10923noaa و 10930noaa با هدف اندازه گیری میدان مغناطیسی در سایه این دو لکه می-پردازیم. این داده ها به وسیله تلسکوپ اپتیکی خورشیدی نصب شده بر ماهواره هینوده ثبت شده اند. این داده ها شامل پارامترهای کامل استوکس از دو خط طیفی آهن خنثی در حوالی طول موج 2ر630 نانومتر است که با نمونه گیری طیفی m? 4ر21 ثبت می شوند. توضیحات مفصّل در مورد پارامترهای استوکس و روش اندازه گیری آنها در فصل دوم آمده است. هدف این پایان نامه بررسی ویژگی های میدان مغناطیسی در سایه لکه خورشیدی، با استفاده از قطبش سنجی با توان تفکیک بالا است. همه ی اطلاعات ما درباره میدان مغناطیسی، دما، سرعت و دیگر مشخصه های پلاسمایی یک لکه خورشیدی (به طور کلی اجرام آسمانی) از تابشی که از آن دریافت می کنیم بدست می آید. روش های مختلفی برای تخمین اندازه این مشخصه های پلاسمایی از تابش دریافتی وجود دارد که ساده ترین آنها استفاده از یکی از پارامترهای استوکس و پیشرفته ترین آنها اجرای کدهای محاسباتی شامل حل معکوس معادله انتقال تابش برای پارامترهای کامل استوکس است. یکی از این کدها، کد sir است که در این پایان نامه از آن نیز بهره برده شده است. در فصل سوم به تحلیل داده های رصدی قطبش سنج طیفی از سایه ی دو لکه خورشیدی می پردازیم. سه روش برای بدست آوردن میدان مغناطیسی در نواحی مورد نظر به کار برده شد که عبارتند از: محاسبه میدان مغناطیسی به کمک استوکس v رصدی خط طیفی nm 25ر630، محاسبه میدان مغناطیسی از اجرای کد sir و محاسبه میدان مغناطیسی به کمک استوکس v سنتزی خط طیفی nm 25ر630. با استفاده از کد sir پارامترهای پلاسمایی مختلف از جمله دما، میدان مغناطیسی، سرعت و زاویه انحراف میدان مغناطیسی از خط عمود را می توان بدست آورد. در ادامه میدان های مغناطیسی بدست آمده از این سه روش را با هم مقایسه کردیم و وابستگی میدان به شدت (درخشندگی) و فاصله از مرکز لکه، همچنین وابستگی مربع میدان مغناطیسی به دما را بررسی و نتایج بدست آمده با نتایج دیگران مقایسه کردیم. دیدیم که میدان مغناطیسی با افزایش شدت و فاصله از مرکز لکه، کاهش می یابد. مربع میدان مغناطیسی نیز با افزایش دما کاهش می یابد. از مقایسه میدان های مغناطیسی بدست آمده از سه روش متفاوت دیدیم میدان رصدی در شدت های کم شامل مقادیر بزرگی است که از بقیه داده ها جدا می شوند و این ویژگی در میدان های سنتزی و میدان مدل دیده نشد. علت این موضوع وجود خطوط طیفی ناشناخته قوی ای است که در استوکس v به ویژه در قطاع (جناح) قرمز خط طیفی 25ر630 باعث شکل گیری یک قلّه کاذب در این قطاع استوکس v می شود. با اطلاعات بدست آمده از اجرای کد sir دریافتیم که سرعت عمودی پلاسما در سایه این دو لکه تقریباً صفر است. همچنین دیدیم میدان مغناطیسی در این نواحی تقریباً عمودی است. از مقایسه دمای روشنایی محاسبه شده به کمک معادله تابش جسم سیاه پلانک، با دمای بدست آمده از مدل (خروجی کد sir) در عمق های مختلف دریافتیم این انتظار که در تقریب یک جو خاکستری، شار سطحی ستارگان از عمق 3/2= ? ناشی می شود، برآورده می شود.