物理科技生物学-PHYICA

利用LOFAR首次观测到一个正在转变的第二类王中磊背景太阳射电爆发

天文学与空间 2021-12-18 00:01:09

欧洲太阳射电天文学家共同体 图1–左上:过渡类型二突发的动态频谱,其中白色虚线表示近似过渡时间

四条水平黑线表示第二类辐射成像的时刻,代表每个子带

黑色十字表示漂移的第二类发射成像的时刻,垂直黑线表示第三类发射成像的时刻

左下方:显示分叉喷流爆发、两个日冕物质抛射锋面和第二类排放物的明显位置(绿色十字)的SDO/AIA、SOHO/LASCO/C2和LOFAR图像的组合

右上图:已校正散射引起的偏移和相关误差的成像第三类源

红色标注说明了不同频率的发射位置

右下角:第二类震源的明显位置和相关误差

蓝色、橙色、绿色和粉色的配色方案显示了43°处的单频图像

9, 42

1, 37

5和36

分别为2 MHz

漂移的第二类源用灰色描绘

信用:图改编自金花等人

(2020)

第二类太阳射电爆发被认为是由冲击波激发的

它们通常与日冕物质抛射和太阳耀斑等太阳爆发事件驱动的冲击有关,其特点是从高到低的频率缓慢漂移,这被认为反映了冲击远离太阳传播的速度

表现出很少或没有频率漂移的冲击激发发射被称为“稳定的第二类爆发”(e

g

Aurass等人

2002)

静止的第二类爆发有时被解释为太阳耀斑中的终止激波(例如

g

,陈等

2019)

最近,Chrysaphi等人

(2020年)首次报道了一种在静止和漂移状态之间转换的二型爆发(见图1),并讨论了导致二型爆发转换的可能机制

在当前的研究中,除了第二类爆发的过渡状态之外,无线电辐射还呈现出几个有趣的方面

在两个不同但同时发生的位置,在固定的第二类发射期间观察到了波段分裂(见图1)

在静止的第二类爆发中也发现了有趣的精细结构,它们具有正负频率漂移率

还观察到与静止的第二类辐射相交的第三类爆发

我们利用LOFAR的成像能力,在从静止状态向漂移状态转变之前、期间和之后,检查了第二类震源的行为

为此,第二类源在代表四个子带中每一个的频率上成像(见图1)

每个子带使用一个单一的频率,以消除依赖于频率的传播效应的影响,如散射(见e

g

,Chrysaphi等人

2018年和Kontar等人

2019),并呈现了整个过渡过程中源的纯时间运动

在从静止状态过渡到漂移状态时,发现了第二类震源位置的跳跃

第三类突发在几个频率上成像,并且是在同一时刻

使用由Chrysaphi等人导出的简单分析方法,针对散射引起的位移校正在不同频率成像的源的相对位置

(2018)

如图1所示,第三类辐射源的路径出现了突变

这些偏移发生在与第二类子带的频率一致的频率上

图2–产生观察到的无线电辐射的机制示意图

信用:来自Chrysaphi等人的数字

(2020)

我们检查了多波长观测,以确定在空间和时间上与无线电辐射相关的太阳活动

在无线电发射时间附近观察到一次喷射喷发

喷气的尖顶分成两部分,这两部分被认为驱动了两个日冕物质抛射锋(见图1)

我们发现其中一个分叉的喷流成分产生了流光喷流

2005年),这与无线电辐射有关

首先由贝坡拉德等人描述

(2005),流注膨胀日冕物质抛射是沿着流注传播的各种窄日冕物质抛射,使其膨胀,但保持不变

我们认为产生观测到的无线电辐射的机制如图2所示

如图2 (a)所示,喷流的爆发导致流注-喷流团沿着已经存在的流注传播

当日冕物质抛射加速并形成激波(绿色曲线)时,激波与形成拖缆的开放磁场相互作用,导致拖缆在日冕物质抛射的侧翼附近发生局部膨胀,但尚未在其前端发生膨胀(图2 (b))

震动区域由于与流光的相互作用而停止,实际上表现为持续震动

我们认为在这个阶段(图2 (b)),有三个几乎同时发生的动作: 激波和流光之间的压缩激发了静止的第二类发射(红色显示)。激波和流光之间的相互作用导致流光脉动(蓝色箭头),激发了静止的第二类发射中的负和正频率漂移精细结构。电子束跟踪开放的磁场,限制了局部扩展的流光,激发了第三类爆发(橙色曲线),其源位置反映了流光的局部膨胀 最后一个阶段(图2 (c))是当日冕物质抛射迫使拖缆屈服于它的膨胀时,甚至在日冕物质抛射的头部周围,允许日冕物质抛射沿着拖缆平滑传播

就在这时,激发无线电辐射的激波区域从静止激波转变为漂移激波,脉动的拖缆结构突然跳跃到一个新的稳定位置,导致观测到的第二类震源发生跳跃

日冕物质抛射随着远离太阳而继续膨胀,对流光的持续压缩激发了漂移的第二类辐射(如图2 (c)红色所示)

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