Zonne-radio-emissie wordt geproduceerd in het turbulente medium van de zonneatmosfeer, en de waargenomen eigenschappen (bronpositie, maat, tijdprofiel, polarisatie, enz.) worden aanzienlijk beïnvloed door de voortplanting van de radiogolven van de zender naar de waarnemer. Verstrooiing van radiogolven op onregelmatigheden in de dichtheid wordt al lang erkend als een belangrijk proces voor de interpretatie van de grootte van radiobronnen (bijv. Steinberg et al. 1971), posities (bijv. Fokker 1965; Stewart 1972), gerichtheid (bijv. Thejappa et al. 2007; Bonnin et al. 2008; Reinier et al. 2009), en intensiteit-tijdprofielen (bijv. Krupar et al. 2018, Bian et al. 2019). Hoewel er een aantal Monte Carlo-simulaties zijn ontwikkeld om radiogolfverstrooiing te beschrijven (meestal voor isotrope dichtheidsfluctuaties), niet allemaal mee eens. Het huidige werk pakt dit belangrijke probleem aan door zowel de voorgaande beschrijvingen uit te breiden als te verbeteren.

In de recente krant onderzoekers beoordeelden de numerieke Monte Carlo-techniek die werd gebruikt om de Langevin-vergelijkingen op te lossen die zowel brongroottes als tijdprofielen modelleren. Isotrope verstrooiing is niet consistent met waarnemingen van de grootte en tijdprofielen van zonne-radiobronnen. Daarom, de onderzoekers construeerden een nieuw model dat kwantitatieve analyse van radiogolfvoortplanting mogelijk maakt in een medium dat een axiaal symmetrische, maar anisotroop, verstrooiende component. Expliciete uitdrukkingen voor de Langevin-vergelijkingen in het geval van anisotrope verstrooiing werden afgeleid en gepresenteerd in paragraaf 3.2 van Kontar et al. (2019).

De eigenschappen van de bronnen, zoals verkregen uit de raytracing-simulaties (zie figuur 1), werden bestudeerd in de veronderstelling dat de fotonen zich onder verschillende hoeken ten opzichte van de zichtlijn (LOS) van de waarnemer voortplanten (zie figuur 2). De onderzoekers ontdekten dat de FWHM-brongrootte langs de x-richting afneemt met toenemende hoek vanaf de LOS, terwijl de FWHM-brongrootte in de y-richting slechts zwak verandert. interessant, hoewel de radiogolfverstrooiingseffecten leiden tot grote bronafmetingen, de gerichtheid is overwegend in radiale richting; een uitkomst die verschilt van vroege resultaten die wijzen op isotrope gerichtheid (emissiepatroon) als gevolg van verstrooiing.

Brongrootte- en tijdprofielmetingen van de numerieke Monte Carlo-simulaties werden vergeleken met waarnemingen van brongroottes en vervaltijden over een breed frequentiebereik (0,02-500 MHz). De onderzoekers ontdekten dat zowel de brongrootte als de vervaltijd van de waarnemingen alleen kunnen worden geëvenaard als rekening wordt gehouden met anisotropie, terwijl wanneer genegeerd, er kan slechts één van de twee eigenschappen tegelijk worden gematcht.

Het belangrijkste resultaat van dit werk komt van de vergelijking van de simulaties met de gecombineerde beeldvorming en tijdvertragingswaarnemingen als een functie van frequentie. Een dergelijke vergelijking leidt ons tot de conclusie dat observaties van type III zonne-uitbarstingen en duur, over een breed frequentiebereik, vereisen anisotrope verstrooiing in de hele heliosfeer tussen de zon en de aarde, met een anisotropiefactor 0,3 en met de dichtheidsfluctuaties overwegend loodrecht op de radiale richting. Tegelijkertijd, conclusies met betrekking tot het niveau van dichtheidsfluctuaties zijn ook afhankelijk van, en dus kennis nodig hebben van, de buitenste dichtheidsschalen. Het ontwikkelde numerieke model suggereert dat anisotrope dichtheidsfluctuaties (lager vermogen in de parallelle richting) nodig zijn om tegelijkertijd rekening te houden met de brongroottes en de vervaltijden, voor alle soorten radio-uitbarstingen die plasmaradio-emissie uitzenden.