მზე

მზის ატმოსფეროს მაგნიტოსეისმოლოგია და მზის ამინდი

პროექტის ხელმძღვანელი: ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი თეიმურაზ ზაქარაშვილი, temury.zaqarashvili@iliauni.edu.ge

პროექტის მოკლე შინაარსი:

მზის და საპლანეტთაშორისო კვლევების ფუნდამენტურ მიზანია მზის აქტიურობის და იმ რთული ზეგავლენის გამოკვლევა და გააზრება, რომელსაც მზე ახდენს ჰელიოსფეროსა და დედამიწის ატმოსფეროზე. მზეზე მიმდინარე პროცესების პროგნოზირება (მზის ამინდი) და ამ მოვლენების (მზის ანთებები, კორონალური მასის ამოფრქვევები) ზემოქმედების შესწავლა ტელესაკომუნიკაციო სისტემებსა თუ ადამიანთა ჯანმრთელობაზე (კოსმოსური ამინდი) მეცნიერულ-ტექნიკური პროგრესის ერთ-ერთმთავარ წინაპირობას წარმოადგენს. პროექტი მიზნად ისახავს მზის შიდა ფენებსა და ატმოსფეროში მიმდინარე პროცესების კომპლექსურ შესწავლას დაკვირვებებისა და ანალიზურ-რიცხვითიმოდელირების საშუალებით. პროექტი შედგება შემდეგი ქვეამოცანებისგან:

  • აქტიური არეების დინამიკის შესწავლა მზის ანთებების და ამოფრქვევების დროს, მათი პროგნოზირება და მზის ამინდი;
  • რხევების და დინებების შესწავლა მზის ქრომოსფერო/კორონაში;
  • მზის ტორნადოების შესწავლა;
  • საშუალო-პერიოდიანი რხევები მზის ატმოსფეროში, მათი კავშირი მაგნიტურ როსბის ტალღებთან და ტახოკლინის სეისმოლოგია;
  • მაგნიტური მილები და ტურბულენტობა მზის ქარში;
  • მზის გარე კორონის დამზის კორონალური ამოფრქვევების რადიო-სეისმოლოგია;
  • მზის ანთებების კვაზი-პერიოდული პულსაციების თვისებების გამოკვლევა.

განსაკუთრებული ყურადღება დაეთმობა მზის ფოტოსფეროდან კორონაში ენერგიის გადატანის პრობლემას, რომელიც მზის კორონის გაცხელების მთავარ მექანიზმს წარმოადგენს, და აქტიური არეების დინამიკის შესწავლას მზის ამოფრქვევებამდე და ამოფრქვევების განმავლობაში, რომელიც მზისა და კოსმოსური ამინდის განვითარების მთავარი წინაპირობაა. დაკვირვებებისთვის გამოყენებული იქნება კოსმოსური თანამგზავრებიდან მიღებული დაკვირვებითი მასალა. კერძოდ, გამოყენებული იქნება Solar Dynamic Observatory (SDO)-ზე არსებული ტელესკოპები Atmospheric Imager Assambly (AIA) და Heliospheric and Magnetic Imager (HMI), აგრეთვე ახალი თანამგზავრი Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) და ESA-ს მომავალი თანამგზავრი Solar Orbiter. დაკვირვებებით მიღებული მოვლენების მოდელირება მოხდება მაგნიტოჰიდროდინამიკური განტოლებების რიცხვითი დათვლებისა და ანალიზური ამოხსნების საშუალებით. პროექტის მოსალოდნელი შედეგებია: აქტიური არეების დინამიკა მზის ამოფრქვევებამდე ატმოსფეროს სახვადასხვა სიმაღლეზე, რაც მოგვცემს ამ მოვლენების პროგნოზირების მცდელობის საშუალებას; ტალღების და დინებების არამდგრადობების დაკვირვება/მოდელირება ქრომოსფეროსა და კორონაში, პლაზმური პარამეტრების შეფასება და პლაზმის გაცხელების მიზეზის ძიება; მზის ტორნადოების დინამიკა და მათი წარმოშობის მიზეზების დადგენა, მათი როლი პროტუბერანცების არამდგრადობასა და CME-ის დაწყებაში; მზის აქტიურობაში არსებული საშუალო პერიოდების დაკვირვება, მათი კავშირი მაგნიტურ როსბის ტალღებთან და მზის ტახოკლინის სეისმოლოგია; მაგნიტური მილების დაკვირვება მზის ქარში და მათი როლი ტურბულენტობის აღძვრაში; მზის გარე კორონის რადიოსეისმოლოგია და დინამიკა ზედაპირიდან 0.3-1.5 მზის რადიუსის სიმაღლეზე; მზის ანთებების სეისმოლოგია კვაზი-პერიოდული პულსაციების საშუალებით. პროექტის მონაწილეთა 2/3 ახალგაზრდა დამწყებ მეცნიერებს წარმოადგენენ (პროექტში 9 დოქტორანტია). შესაბამისად პროექტის განმავლობაში იგეგმება მინიმუმ 9 სადისერტაციო ნაშრომის მომზადება დოქტორის აკადემიური ხარისხის მოსაპოვებლად.

პროექტის შემსრულებლები: თეიმურაზ ზაქარაშვილი, ვასილ კუხიანიძე, ბიძინა შერგელაშვილი, გიორგი რამიშვილი, დავით ქურიძე, ირაკლი მღებრიშვილი, თამარ ჭაღიაშვილი, ელენე ფილიშვილი, ზურაბ ვაშალომიძე, თამარ გაჩეჩილაძე, სერგო ლომინეიშვილი, ეკა გურგენაშვილი, გულსუნ დუმბაძე, გრიგოლ დიდიძე.

მიმდინარე საერთაშორისო და ადგილობრივი გრანტები:

  • FP7-PEOPLE-2010-IRSES-269299 პროექტი – “Solar and Space weather network of excellence” (SOLSPANET)
  • ავსტრიის სამეცნიერო ფონდის (FWF) პროექტი -“Magnetic Rossby waves on the Sun”
  • ავსტრიის სამეცნიერო ფონდის (FWF) პროექტი – “Energy transport and release in the solar atmosphere: role of background flows”
  • ავსტრია-პოლონეთის სამეცნიერო-ტექნიკური თანამშრომლობის გრანტი (WTZ mit Polen) “Formation and stability of solar spicules”
  • ავსტრია-ინდოეთის სამეცნიერო-ტექნიკური თანამშრომლობის გრანტი (WTZ mit Indien) “Multi- wavelength observations of solar flares/CMEs and associated dynamical processes”
  • რუსთაველის ფონდის გრანტი უცხოეთში მყოფი ქართველი მეცნიერების მონაწილეობით: არაწონასწორული მოვლენები მზის კორონასა და ქარში: მზის და კოსმოსური ამინდის კვლევის მეთოდები

 

საერთაშორისო თანამშრომლობა

  • Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, Austria Center for Plasma Astrophysics, University of Leuven, Leuven, Belgium Universitat de les Illes Balears, Palma de Mallorca, Spain
  • Department of Applied Mathematics, University of Sheffield, UK Centre for Fusion, Space and Astrophysics, University of Warwick, UK Astrophysics Research Center, Queen’s University, Belfast, UK NASA Goddard Space Flight Center, USA
  • Group of Astrophysics, UMCS, Lublin, Poland
  • Faculty of Physics, Sofia University, Bulgaria
  • Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, Italy Nobeyama Solar Radio Observatory/NAOJ, Nagano, Japan
  • Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES), India
  • Institute of Radio Astronomy, Ukrainian Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine

მზის ბრუნვის დამახასიათებელი თავისებურებების შესწავლა კორონალური ხვრელების საშუალებით, კორონალური ხვრელის დინამიკა და კლასიფიკაცია

პროექტის ხელმძღვანელი: ჩარგეიშვილი ბიძინა, ძირითადი შემსრულებლები: ბ. ჩარგეიშვილი,დ. ჯაფარიძე, თ. მძინარიშვილი, ნ. ოღრაპიშვილი, ნ. კაპანაძე.

პროექტის მოკლე შინაარსი:

პროექტის ფარგლებში კვლევისათვის გამოყენებული იქნება კიტ პიკის ობსერვატორიის VSM – ვექტორული სპექტრომაგნიტოგრაფის (SOLIS Vector SpecroMagnetograph) საშუალებით მიღებული და კოსმოსური სადგურის (SDO) მონაცემთა ინტერ აქტიური ბაზის მონაცემები.

აღნიშნულ მონაცემებზე დაყრდნობით მოხდება მზის ბრუნვის თავისებურებების შესწავლა კორონული ხვრელებისსაშუალებით:

შესწავლილი იქნება კორონული ხვრელების მასათა ცენტრებისა და ამოცნობადი დეტალების ბრუნვის სიჩქარეები და კორონული ხვრელების ფართობების ცვლილებები მზის აქტივობის სხვადასხვა ფაზაში;

გამოვლენილი იქნება მზის კორონული ხვრელების სიჩქარეებსა და მაგნიტური აქტივობის ცვლილებების შორის შესაძლო კავშირები;

კიტ პიკის ობსერვატორიის ვექტორული სპექტრომაგნიტოგრაფისა და კოსმოსური სადგურის (SDO) მონაცემების გამოყენებით მიღებული შედეგების ანალიზისა და ურთიერთშედარების საფუძველზე მოხდება მზის ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენაში კორონული ხვრელების ბრუნვის სიჩქარეებისა და ფართობების ვარიაციების შესწავლა.

პროექტის ფარგლებში აგრეთვე შესწავლილი იქნება მზის კორონული ხვრელების დინამიკა და მოხდება მათი კლასიფიკაცია:

  • შესწავლილი იქნება კორონული ხვრელების წარმოქმნისა და გაქრობის შესაძლო სისტემატური სპეციფიკა და მათი კავშირი მაგნიტური ველისპოლარობის ცვლილებასთან;
  • გამოკვლეული იქნება კორონული ხვრელების განაწილებასა და დინამიკაში შესაძლოჩრდილო-სამხრეთულიასიმეტრიულობა;
  • შესწავლილი იქნება კორონული ხვრელების დრეიფიდა საკუთარი მოძრაობები;
  • შემუშავებული მახასიათებლების დახმარებით მოხდება კორონული ხვრელების კლასიფიცირება და კლასების მიხედვი მათი ყოფაქცევის საერთო სურათიდან გადახრების სისტემატურობის შესწავლა;
  • შედგება მზის კორონული ხვრელების კატალოგი;

მიღებული შედეგები გამოყენებული იქნება კორონული ხვრელების ფიზიკური მოდელის შემუშავებისა და ზოგადად მზის ზედა ატმოსფეროში მიმდინარე პროცესების ფიზიკური არსის დასადგენად.

მზის ზედა ატმოსფეროში აქტიური ფიზიკური პროცესებისა და ტალღების ყოფაქცევის მონიტორინგი

პროექტის ხელმძღვანელი: ვაჟა ყულიჯანიშვილი,  vazhakulijanishvili@yahoo.com, სამეცნიერო ჯგუფის შემადგენლობა: ვ. ყულიჯანიშვილი, ე. ხუციშვილი, ვ. კახიანი, თ. კვერნაძე, დ. ხუციშვილი, რ. აფრიამაშვილი

პროექტის მოკლე შინაარსი:

დღეისათვის კარგად არის ცნობილი, რომ კორონა მზის ყველაზე გარე, საკმაოდ გაიშვიათებულ, ცხელ (დაახლოებით 2 მილიონ გრადუსამდე), იონიზირებულ გაზოვან ფენას წარმოადგენს, რომელიც თავისი მრავალრიცხოვანი სტრუქტურული ნაირსახეობით-კორონული სხივებით, პოლარული ჯაგრისისებრი წარმონაქმნებით, კორონული ხვრელებით და რკალური სისტემებით, მზის რამდენიმე რადიუსის მანძილზე ვრცელდება.

დღეისათვის კორონის სპექტრი ხილულ და ულტრაიისფერ უბნებში საკმაოდ კარგად არის შესწავლილი და იდენტიფიცირებული. ამავდროულად, უკანასკნელ დროს, ულტრაიისფერ და რენტგენულ დიაპაზონში მზის კორონის დაკვირვებებმა მნიშვნელოვნად გააფართოვა ჩვენი ცოდნა კორონის სამგანზომილებიანი სტრუქტურისა და შიდა კორონის ფიზიკური ბუნების შესახებ; თუმცაღა, უნდა აღინიშნოს, რომ კვლავაც გაურკვეველი რჩება მრავალი ისეთი საკითხი, როგორიცაა, მაგალითად, კორონის პოლარიზაციული მახასიათებლები, კორონის გაცხელების მექანიზმიდა მზის ქარის აჩქარება.

წარმოდგენილ პროექტში განვიხილავთ და გადავწყვეტთ შემდეგ ძირითად ამოცანებს:

  • შუა და გარე კორონაში პოლარიზაციული პარამეტრების (ტემპერატურისა და სიმკვრივის) ციკლური ცვალებადობის მონიტორინგი;
  • ქრომოსფეროსა და კორონაში ტალღების ყოფაქცევის მონიტორინგი: კორონის გათბობის მექანიზმისა და მზის ქარის აჩქარების პრობლემის გადაწყვეტის შესაძლო გასაღები.

თითეული ამოცანა შეიცავს პრობლემის შესწავლის როგორც დაკვირვებით, ისე თეორიულ ასპექტებს.

პირველი ამოცანის გადასაწყვეტად, ვგეგმავთ, შევისწავლოთ კორონის პოლარიზაციულ პარამეტრების (ტემპერატურისა და სიმკვრივის) ციკლური ცვალებადობა, როგორც მზის მომავალი სრული დაბნელებების, ასევე, მზის წინა ექვსი სრული დაბნელების დროს (1994 წ. 3 ნოემბერი, ბრაზილია; 1995 წ. 24 ოქტომბერი, ინდოეთი; 1997 წ. 9 მარტი, რუსეთი; 1999 წ. 11 აგვისტო, თურქეთი; 2001 წ. 21 ივნისი, აფრიკა; 2006 წ. 29 მარტი, ეგვიპტე), ჩვენს მიერ მიღებული ერთგვაროვანი დამზერითი პოლარიზაციული მასალის ხელახალი საფუძვლიანი სტატისტიკური ანალიზის საფუძველზე.

რაც შეეხება წარმოდგენილი პროექტის მეორე ამოცანის გადაწყვეტას, ჩვენ ვგეგმავთ შევისწავლოთ მზის ზედა ატმოსფეროს ცალკეულ ფენაში როგორც სპექტრული ხაზების გაგანიერების პრობლემა,

ასევე ამ ემისიური ხაზების ნახევარსიგანეთა ცვალებადობა სმაღლისა და დროის მიხედვით. ამ თვალსაზრისით, ქრომოსფეროსა და კორონის სხვადასხვა უბნებისათვის და განსხვავებული სიმაღლეებისათვის განვახორციელებთ ქრომოსფეროსა და კორონის ემისიური ხაზების სერიულ CCD სპექტროსკოპიულ დაკვირვებებს, როგორც დიდი დაბნელებაგარეშე კორონოგრაფის მეშვეობით (D=530მმ, F=8000მმ), რომელიც აღჭურვილია მაღალდისპერსიანი მესრიანი სპექტროგრაფით, ასევე ლიოს ტიპის მცირე (D=115 მმ, F=3000 მმ) დაბნელებაგარეშე კორონოგრაფის საშუალებითაც.

ამგვარად, პროექტის ძირითადი მიზანის მისაღწევად, ჩვენ ვგეგმავთ:

  • შევისწავლოთპოლარიზაციულპარამეტრთა ციკლური ვარიაციები მზის კორონაში;
  • აქტიურ პროტუბერანცებში, ერთდროული სპექტრული და ფილტრული დაკვირვებების საფუძველზე, შევისწავლოთ მაღალსიხშირული რხევები;
  • შევისწავლოთ ტალღების ბუნებადა რხევები მზის ქრომოსფეროსა და კორონაში;
  • სპექტრული ხაზების სპექტროსკოპული დაკვირვებების საფუძველზე მოვიძიოთ ტალღების გავრცელების არსებობის დამადასტურებელიფაქტები მზის ატმოსფეროს ზედა ფენებში;
  • გამოვიკვლიოთ მზის კორონაში ტალღების სივრცული განაწილება, მათი მილევის სავარაუდოდრო, ტალღის სიგრძეები და სხვ.;
  • ელექტრონების მიერ გაბნეული კორონის უწყვეტი სპექტრის მეშვეობით შევისწავლოთ ელექტრონთა თერმული მოძრაობები მზის კორონაში;
  • შევისწავლოთ ქრომოსფეროსა და კორონის ემისიური ხაზების ნახევარსიგანეთა ცვალებადობა სმაღლისადა დროის მიხედვით;

პროექტის გეგმით გათვალისწინებულია ექსპერიმენტული და კვლევითი თემების შესრულება, რომელთა განხორციელება მნიშვნელოვანი შენაძენი იქნება კორონის ფიზიკური კვლევის საქმეში. პროექტის წარმატებით განხორციელება საშუალებას მოგვცემს უფრო დეტალურად იქნას გამოკვლეული კორონის ფიზიკური ბუნება მზის აქტივობასთან კავშირში. იგი დაეხმარება სამეცნიერო პერსონალს გაერთიანდნენ სხვადასხვა ინტერნაციონალურ სამეცნიერო კავშირებში და დაამყარონ მჭიდრო კავშირები მსოფლიოს წამყვან ინსტიტუტებთან.

აბასთუმნის ობსერვატორიის დიდი დაბნელება გარეშე კორონოგრაფი

აბასთუმნის ობსერვატორიის დიდი დაბნელება გარეშე კორონოგრაფი

წარმოდგენილი პროექტის მოსალოდნელი შედეგები მნიშვნელოვანი იქნება მზის კორონის გაცხელების, მზის ქარის აჩქარებისა და კოსმოსური ამინდის წინასწარმეტყველების პრობლემათა გადაწყვეტისათვის. კერძოდ, მაღალსიხშირული ტალღები პასუხისმგებელი იქნებიან კორონის გაცხელებისა და აგრეთვე მზის ქარის აჩქარებისათვის საჭირო ენერგიის უზრუნველსაყოფად. უფრო მეტიც, ტალღებსა და რხევებს გააჩნიათ ის პოტენციალი, რომელიც გამოყენებულ იქნება აქტიური მოვლენების (მზის ამოფრქვევებისა და კორონული მასის გამონატყორცნების) წინასწარმეტყველებისათვის და, შესაბამისად, კოსმოსური ამინდის ამოცანების გადასაწყვეტად. მზის აქტივობის გრძელვადიანი ვარიაციების შესწავლა გარკვეულწილად კი, ხელს შეუწყობს დედამიწაზე ტემპერატურის გლობალურიცვლილებების მოდელირებასაც.

გრანტები:

(INTAS), No97-31198;GNSF/ST07/4-189;

საქ. პრეზიდენტის გრანტი,PG/22/6-310/12; FR/417/6-310/13.

საერთაშორისო თანამშრომლობა:

ავსტრიის მეცნიერებათა აკადემიის – სამყაროს კვლევის ინსტიტუტი; ბელგიის-ლეუენისკათოლიკური უნივერსიტეტი; სტამბოლის სახელმწიფო უნივერსიტეტი; რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის დედამიწის მაგნეტიზმის, იონოსფეროსა და რადიოტალღების გავრცელების ინსტიტუტი (ИЗМИРАН)