Kildeposition og varighed af et solcelletype III radioudbrud observeret af LOFAR

Type III solenergi-radioudbrud genereres af ikke-termiske elektronstråler, der forplanter sig gennem solkoronaen og det interplanetariske rum. I dynamiske spektre, fluxen af ​​solcelletype III radioudbrud har en tidsprofil af stigende og henfaldsfaser ved en given frekvens, som har været aktivt undersøgt siden 1970'erne.

Der er adskillige faktorer, der kan bidrage til den observerede varighed af et type III radioburst:(1) Hastighedsspredningen af ​​elektronstråle-exciteren; (2) Udsvinget i baggrundselektrondensitet; (3) Udbredelseseffekten på grund af bølgespredning og brydning; (4) Radiobølgens iboende emissionsproces. Imidlertid, hvilken der er den dominerende faktor er stadig et åbent spørgsmål.

LOw-Frequency Array (LOFAR) er et avanceret radioantennearray med evnen til at producere dynamiske spektre og radiobilleder på samme tid med høj opløsning. Figur 1(a) viser det dynamiske spektrum af et type III radioudbrud observeret af LOFAR kl. 11:51 UT den 6. maj 2015. Det er en enkelt, klart udbrud med en varighed på omkring tre sekunder og er forbundet med en lille lemmerblus.

Med den LOFAR stråleformede tilstand, forskere kan opnå kildepositionen på forskellige tidspunkter og frekvenskanaler inden for Type III-radioburst. Centroide kildepositionerne af forkanten, toppen, og halekanten i det dynamiske spektrum er vist i figur 1(b). Det blev fundet, at kildepositionerne af forkanten, toppen og halekanten deler sig rumligt med hinanden. Dette kan indikere, at de genereres af elektronstråler, der bevæger sig i forskellige magnetiske fluxrør i koronaen. Elektronernes radiale hastighed exciterer forkanten, toppen, og halekanten er 0,42 c, 0,25 c, og 0,16 c, henholdsvis.

Bidraget fra elektronhastighedsforskellen til den observerede varighed kan estimeres ved statistisk undersøgelse af kildernes ankomsttid i en given højde. Niveauet af koronaltæthedsfluktuationen i en given højde kan måles ved en statistisk undersøgelse af bølgefrekvensfordelingen af ​​kilderne observeret i samme højde, således at bidraget fra koronatæthedsudsvinget til varigheden kan estimeres. Og heldigvis bølgeudbredelseseffekten kan evalueres ved sammenligning med nogle få kortere udbrud fra samme region, som fandt sted lige omkring 50 sekunder før type III brast.

Analysen viser, at i frekvensområdet 30–41 MHz, elektronhastighedsspredningen er den dominerende faktor, der bestemmer varigheden af ​​type III radioudbrud med lang varighed, mens spredning kan spille en vigtig rolle i varigheden af ​​korte udbrud.