Стійкий метод визначення напруженості магнітного поля у фотосфері Сонця

Abstract

UK: Запропоновано модифікацію класичного методу визначення напруженості магнітного поля за відстанню між положеннями піків синього і червоного крил V-профілю Стокса магніточутливої спектральної лінії. Для зменшення впливу шумів та більш коректного визначення відстані між положеннями піків спостережуваний профіль Стокса V було апроксимовано модифікованою вейвлет-функцією. Оптимальні значення коефіцієнтів апроксимаційної функції було визначено шляхом багатовимірної оптимізації. В рамках даного підходу напруженість магнітного поля можна знайти аналітично за відомими коефіцієнтами апроксимаційної функції. Для тестування методу було використано V-профілі Стокса спектральної лінії нейтрального заліза Fe I 1564.8нм. Профілі було синтезовано з використанням тривимірної фотосферної моделі магнітоконвенції Ремпеля. Показано результат застосування запропонованого методу до спостережуваних V-профілів Стокса. Даний метод менш чутливий до шумів та форми спостережуваного сигналу, що дозволяє отримувати більш надійні значення напруженості магнітного поля із спостережень у порівнянні з класичним методом визначення напруженості поля за розщепленням профілю Стокса V.

RU: Предложена модификация классического метода определения напряженности магнитного поля по расстоянию между положениями пиков синего и красного крыльев V-профиля Стокса магниточувствителой спектральной линии. Для уменьшения влияния шумов и более корректного определения расстояния между положениями пиков наблюдаемый профиль Стокса V были аппроксимирован модифицированной вейвлет-функцией. Оптимальные значения коэффициентов аппроксимационной функции были определены путем многомерной оптимизации. В рамках данного подхода напряженность магнитного поля можно найти аналитически по известным коэффициентам аппроксимационной функции. Для тестирования метода были использованы V-профили Стокса спектральной линии нейтрального железа Fe I 1564.8нм. Профили было синтезированы с использованием трехмерной фотосферной модели магнитоконвенции Ремпеля. Показан результат применения предложенного метода к наблюдаемым V-профилям Стокса. Данный метод менее чувствителен к шумам и формам наблюдаемого сигнала, что позволяет получать более надежные значения напряженности магнитного поля из наблюдений по сравнению с классическим методом определения напряженности поля за расщеплением профиля Стокса V.

EN: We modify the classical method for determining the magnetic field strength from the distance between the peaks of blue and red wings of the Stokes V profile of magnetically sensitive spectral line. To reduce the influence of noise and to measure more accurately the distance between these peaks the observed Stokes V profile was approximated by a modified wavelet-function. The parameters of the best fitted approximation function were determined by multidimensional optimization. Following such an approach, the magnetic field strength can be found analytically using these parameters. We investigate the modified method by means of calculations of the Fe I 1564.8nm Stokes V and I profiles in a three-dimensional snapshot model atmosphere. We used a magneto-convection simulations with small-scale dynamo action performed by Rempel. We find that the method proposed is less sensitive to noise and shape of the observed V-signal of the line. This makes it possible to conclude that our approach of determing of the magnetic field strength from the observed splitting of the Fe I 1564.8nm Stokes V profile is more reliable in comparison with the classical one.