Wetenschap
Figuur 1 - Het dynamische spectrum van de type III radioburst en de bronpositie van de voorrand, de top, en de staartrand. Het Rode, groente, en zwarte kleuren vertegenwoordigen de voorkant, de top, en de staartrand van de burst, respectievelijk. Krediet:Zhang et al ApJ (2019)
Type III zonne-radio-uitbarstingen worden gegenereerd door niet-thermische elektronenstralen die zich voortplanten door de zonnecorona en de interplanetaire ruimte. In dynamische spectra, de flux van zonne-type III radio-uitbarstingen hebben een tijdprofiel van stijgende en dalende fasen bij een bepaalde frequentie, die sinds de jaren zeventig actief wordt bestudeerd.
Er zijn verschillende factoren die kunnen bijdragen aan de waargenomen duur van een type III radio-uitbarsting:(1) De snelheidsspreiding van de elektronenstraalopwekker; (2) De fluctuatie van de achtergrondelektronendichtheid; (3) Het voortplantingseffect als gevolg van golfverstrooiing en breking; (4) Het intrinsieke emissieproces van de radiogolf. Echter, welke de dominante factor is, is nog een open vraag.
De LOW-Frequency Array (LOFAR) is een geavanceerde radioantenne-array die in staat is om tegelijkertijd dynamische spectra en radiobeelden met een hoge resolutie te produceren. Figuur 1(a) toont het dynamische spectrum van een type III radio-uitbarsting waargenomen door LOFAR om 11:51 UT op 6 mei 2015. Het is een enkele, duidelijke burst met een duur van ongeveer drie seconden en wordt geassocieerd met een kleine ledemaatflare.
Met de LOFAR-straalvormmodus, onderzoekers kunnen de bronpositie op verschillende tijdstippen en frequentiekanalen binnen de Type III radioburst verkrijgen. De zwaartepuntsbronposities van de voorrand, de top, en de staartrand in het dynamische spectrum worden getoond in figuur 1 (b). Het bleek dat de bronposities van de voorrand, de top en de staartrand splitsen ruimtelijk met elkaar. Dit kan erop wijzen dat ze worden gegenereerd door elektronenbundels die in verschillende magnetische fluxbuizen in de corona bewegen. De radiale snelheid van de elektronen die de voorrand bekrachtigen, de top, en de staartrand is 0,42 c, 0,25 c, en 0,16 c, respectievelijk.
De bijdrage van het elektronsnelheidsverschil aan de waargenomen duur kan worden geschat door statistisch onderzoek van de aankomsttijd van de bronnen op een bepaalde hoogte. Het niveau van de coronale dichtheidsfluctuatie op een bepaalde hoogte kan worden gemeten door een statistisch onderzoek van de golffrequentieverdeling van de bronnen die op dezelfde hoogte worden waargenomen, zodat de bijdrage van de coronadichtheidsfluctuatie aan de duur kan worden geschat. En gelukkig, het golfvoortplantingseffect kan worden geëvalueerd door vergelijking met een paar kortere uitbarstingen uit hetzelfde gebied, die plaatsvond net ongeveer 50 seconden voordat het type III barstte.
Uit de analyse blijkt dat in het frequentiebereik van 30-41 MHz, de dispersie van de elektronensnelheid is de dominante factor die de tijdsduur van type III radio-uitbarstingen met een lange duur bepaalt, terwijl verstrooiing een belangrijke rol kan spelen bij de duur van korte bursts.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com