Starptautiska pētnieku komanda Ventspils Starptautiskajā radioastronomijas centrā (VSRC), Ventspils Augstskolā, ir veiksmīgi noslēgusi Latvijas Zinātnes padomes finansēto projektu “Vairāku viļņu garuma kvaziperiodisku pulsāciju pētījums Saules un zvaigžņu uzliesmojumos (STEF)” (Nr. lzp-2022/1-0017). Projekts ir devis būtisku ieguldījumu Saules un zvaigžņu fizikā, radioastronomijas metodoloģijā un laika domēna astrofizikā, vienlaikus izveidojot stabilu pamatu turpmākai starptautiskai pētniecībai.



Galvenie zinātniskie un tehniskie sasniegumi

Trīs gadu laikā STEF projektā tika iegūts augstas ietekmes un savstarpēji saskaņots zinātnisko rezultātu kopums, tostarp 17 recenzētas publikācijas Q1–Q2 līmeņa starptautiskajos žurnālos, risinot vienu no mūsdienu Saules fizikas centrālajiem izaicinājumiem — izpratni par to, kā magnēt­hidrodinamiskie (MHD) viļņi un svārstības modulē enerģijas izdalīšanos Saules un zvaigžņu uzliesmojumos.

Projekta ietvaros būtiski tika attīstīti:

• MHD viļņu teorētiskie modeļi, tostarp ņemot vērā termisko nelīdzsvaru, nelokālu siltuma pārnesi un robežnosacījumu ietekmi uz viļņu dzēšanu, noturību un pastiprināšanos;
• Kvaziperiodisko pulsāciju (QPP) novērojumu diagnostika Saules un zvaigžņu uzliesmojumos, nostiprinot to interpretāciju kā viļņu vadītas parādības;
• Helio- un asteroseismoloģija, paplašinot svārstībās balstītu magnētisko lauku diagnostiku no Saules uz Saulei līdzīgām zvaigznēm;
• Laika domēna radioastronomija, izmantojot VSRC Irbenes observatorijā izstrādātas un validētas vienas antenas un interferometriskās metodes.

Novērojumu infrastruktūra, datu kopas un programmatūra

Viena no STEF projekta galvenajām priekšrocībām bija teorijas, instrumentācijas un datu analīzes integrācija. Projekta laikā tika ieviesti regulāri mikroviļņu Saules novērojumi ar RT-32 radioteleskopu, izveidojot kvalitatīvi strukturētu Saules radio novērojumu datu kopu. Tā ietver pilna diska kartēšanu un ilgtermiņa individuālu aktīvo apgabalu monitoringu vairākos frekvenču diapazonos un cirkulārajās polarizācijās. Šī datu kopa nodrošina nozīmīgu pamatu turpmākiem pētījumiem par Saules aktivitāti, uzliesmojumu priekšvēstnešiem un svārstību procesiem.

Paralēli tika attīstītas vienas bāzes līnijas interferometriskās metodes (RT-32–RT-16) vāju un īslaicīgu radio mainību noteikšanai zvaigžņu uzliesmojumos. Šo pētījumu atbalstam tika izstrādāts un publiski pieejams atvērtā koda interferometrisko/VLBI datu vizualizācijas un inspekcijas rīks, kas ļauj interaktīvi analizēt laika–frekvences struktūras, ātri identificēt radiofrekvenču traucējumus un validēt pārejošus signālus garās, augstas laika izšķirtspējas datu rindās.

Papildus tam Vorvikas Universitātes projekta komanda publicēja SCOPE programmatūras pakotni, kas nodrošina statistiski robustu svārstību signālu noteikšanu, izmantojot empīrisko režīmu dekompozīciju, un ir pielietojama gan astrofizikā, gan citās datu intensīvās disciplīnās.

Starptautiskā sadarbība un pēctecība

STEF projekts tika īstenots plašā starptautiskā sadarbības tīklā, iesaistot observatorijas un universitātes visā Eiropā. Stratēģiskā sadarbība ar Vorvikas Universitāti (Apvienotā Karaliste) ieņēma centrālu lomu, ietverot ielūgtās lekcijas, kopīgus seminārus un ciešu teorijas, novērojumu un progresīvu signālu analīzes metožu integrāciju.

Lai gan STEF projekts ir formāli noslēdzies, tā zinātniskā programma turpinās un paplašinās. Vairāki jauni finansēti projekti, kas uzsākti 2025.–2026. gadā, tieši balstās uz STEF rezultātiem, nodrošinot izstrādāto metodoloģiju, programmatūras risinājumu un starptautiskās sadarbības ilgtermiņa ilgtspēju.

Publikāciju saraksts:

1. Arregui I., Kolotkov D.Y., Nakariakov V. M., "Bayesian evidence for two slow-wave damping models in hot coronal loops", Astronomy and Astrophysics, 677, art. no. A23., 2023, https://doi.org/10.1051/0004-6361/202346834
2. Belov S. A., Goffrey T., Arber T. D., Kolotkov D. Y., “ Non-Local Thermal Transport Impact on Compressive Waves in Two-Temperature Coronal Loops”, Astronomy and Astrophysics, 693, art. no. A186, 2025, https://doi.org/10.1051/0004-6361/202452938
3. Belov S. A., Kolotkov D. Y., Nakariakov V. M., Broomhall A. M., “Detecting Quasiperiodic Pulsations in Solar and Stellar Flares with a Neural Network”, The Astrophysical Journal Supplement Series, ApJS 274 31, 2024, https://doi.org/10.3847/1538-4365/ad6f98
4. Belov S.A., Riashchikov D.I., Kolotkov D.Y., Farahani S.V., Molevich N.E., Bezrukovs V., ”On collective nature of non-linear torsional Alfvén waves”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 523 (1), pp. 1464 - 1473, 2023, https://doi.org/10.1093/mnras/stad1480
5. Berloff N. G., Broomhall A. M., Hookway G. T. , Lund M. N., Millson L. J., Kolotkov D., “Investigating magnetic activity cycles in solar-like oscillators using asteroseismic data from the K2 mission”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 546 (3), 2026, https://doi.org/10.1093/mnras/stag092
6. Bezrukovs D., "Microwave observations of the Sun in Virac: An experience of implementation", Sun and Geosphere, vol.15, issue 2, pp.55-58, ISSN 1819-0839, 2023, http://dx.doi.org/10.31401/sungeo.2022.02.02
7. Bezrukovs V., et. al., “Effects of the Intraday Variability of the Radio Galaxy Perseus A (3C 84) at a Frequency of 6.5 GHz and Evidence for a Possible FRB Event”, Galaxies, 14(1), 1, 2026, https://doi.org/10.3390/galaxies14010001
8. Cho K.-S., Kolotkov D. Y., Cho I.-H., Nakariakov V. M., “Frequency-dependent Evolution of Propagating Intensity Disturbances in Polar Plumes”, The Astrophysical Journal, ApJ 992 33, 2025, https://doi.org/10.3847/1538-4357/adfde0
9. Hejazi S. M., Van Doorsselaere T., Sadeghi M., Kolotkov D.Y., Hermans J., “The effect of thermal misbalance on magnetohydrodynamic modes in coronal magnetic cylinders”, Astronomy and Astrophysics, 694, art. no. A278, 2025, https://doi.org/10.1051/0004-6361/202450731
10. Kolotkov D. Y., Broomhall A. M., Hasanzadeh A., “Effects of the photospheric cut-off on the p-mode frequency stability”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 533 (3), pp. 3387–3394, 2024, https://doi.org/10.1093/mnras/stae2015
11. Kolotkov D.Y., Nakariakov V.M., Cloesen M., “The centroid speed as a characteristic of the group speed of solar coronal fast magnetoacoustic wave trains”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 527 (3), pp. 6807 – 6813, 2024, https://doi.org/10.1093/mnras/stad3681
12. Lim D.,Van Doorsselaere T., Nakariakov V. M., Kolotkov D.Y., Gao Y., Berghmans D., “Undersampling effects on observed periods of coronal oscillations”,  Astronomy and Astrophysics, 690, art. no. L8, 2024, https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451684
13. Meadowcroft R.L., Zhong S., Kolotkov D.Y., Nakariakov V. M., “Observation of a propagating slow magnetoacoustic wave in a coronal plasma fan with SDO/AIA and SolO/EUI”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 527 (3), pp. 5302 – 5310., 2024, https://doi.org/10.1093/mnras/stad3506
14. Nakariakov V. M., Zhong S., Kolotkov D.Y., Meadowcroft R.L., Zhong Y., Yuan D., “Diagnostics of the solar coronal plasmas by magnetohydrodynamic waves: magnetohydrodynamic seismology”, Reviews of Modern Plasma Physics, 8 (1), art. no. 19., 2024, https://doi.org/10.1007/s41614-024-00160-9
15. Nakariakov V. M., Zhong Y., Kolotkov D.Y., “Transition from decaying to decayless kink oscillations of solar coronal loops”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 531 (4), pp. 4611 – 4618., 2024, https://doi.org/10.1093/mnras/stae1483
16. Zhong Y., Kolotkov D.Y., Zhong S., Nakariakov V. M., "Comparison of damping models for kink oscillations of coronal loops", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 525 (4), pp. 5033 - 5040, 2023, https://doi.org/10.1093/mnras/stad2598
17. Zhong S., Nakariakov V. M., Kolotkov D. Y., “A 50-Minute Coronal Kink Oscillation and Its Photospheric Counterpart”,The Astrophysical Journal Letters, 993 (L35), 2025, https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae122e
18. Zhong S., Nakariakov V.M., Kolotkov D.Y., Chitta L.P., Antolin P., Verbeeck C., Berghmans D., “Polarisation of decayless kink oscillations of solar coronal loops”, Nature Communications, 14 (1), art. no. 5298., 2023, https://doi.org/10.1038/s41467-023-41029-8

Programmatūra

Visa projekta ietvaros izstrādātā programmatūra ir atvērtā pirmkoda un publiski pieejama:

1. Šteinbergs J., Interferometrisko datu vizualizācijas rīks, kas paredzēts interferometrisko datu standarta kalibrācijai un vizualizācijai.
   https://github.com/VIRAC-SPACE/Visualization-tool-for-interferometric-data
2. Kolotkov D., Python rīks SCOPE – svārstību procesu statistiskās ticamības noteikšanai, izmantojot EMD (empīrisko režīmu dekompozīciju).
   https://github.com/Warwick-Solar/scope

Šis projekts tika finansēts no Latvijas Zinātnes padomes projekta
“Vairāku viļņu garuma kvaziperiodisku pulsāciju pētījums Saules un zvaigžņu uzliesmojumos (STEF)”, lzp-2022/1-0017.