World

Analisis Spektral Radio Surya Tipe III Meledak dari 20 kHz hingga 410 MHz oleh K. Sasikumar Raja dkk.* – Komunitas Astronom Radio Surya Eropa


Semburan radio surya tipe III dihasilkan oleh berkas elektron yang merambat di sepanjang garis medan magnet terbuka di media korona dan antarplanet (IPM). Semburan tipe III melayang dari frekuensi tinggi (~1 GHz) ke 20 kHz pada 1 AU dan terkadang bahkan lebih. Telah diketahui sejak lama bahwa tipe III sangat bervariasi, baik dalam kerapatan fluks radio maupun dalam mengamati rentang frekuensi. Sebuah studi statistik semburan tipe III (Bonnin 2008b) yang diamati oleh instrumen Angin/Gelombang juga telah menemukan respons maksimum ledakan tipe III di sekitar 1 MHz yang sebelumnya dilaporkan oleh Weber (1978). Baru-baru ini, dengan menggunakan instrumen S/Waves di atas pesawat ruang angkasa kembar STEREO, Krupar dkk. (2014) telah mengkonfirmasi kepadatan fluks maksimum statistik sekitar 1 MHz. Dalam artikel ini, kami telah mempelajari respons spektral dari ledakan tipe III pada bandwidth yang jauh lebih luas (yaitu, 20 kHz-410 MHz) dan menemukan bahwa respons spektral maksimum terletak antara 1 dan 2 MHz.

Pengamatan

Dalam artikel ini, kami telah melakukan analisis statistik pertama kalinya dari respons spektral ledakan tipe III matahari pada rentang frekuensi yang luas antara 20 kHz dan 410 MHz. Untuk tujuan ini, kami telah menggunakan pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan fasilitas berbasis spasi (Angin/Gelombang) dan berbasis darat (NDA, Nançay Decameter Array dan NRH, Nançay Radioheliograph). Untuk membandingkan kerapatan fluks yang diamati oleh instrumen yang berbeda, kami telah mengkalibrasi data dengan hati-hati dan menampilkannya dalam satuan fluks surya (SFU). Kami telah mempelajari 1434 semburan tipe III yang diamati oleh Angin/Gelombang saja dan 115 semburan tipe III yang diamati secara bersamaan oleh Angin/Gelombang dan NDA. Perhatikan bahwa dalam kasus terakhir, kedua instrumen mengamati ledakan tipe III yang kira-kira pada garis pandang yang sama. Selain itu, kami telah memasukkan data yang diperoleh dengan menggunakan pengamatan NRH yang dikalibrasi pada beberapa frekuensi tertentu.

Misalnya, spektogram dinamis terkalibrasi yang diamati pada tanggal 31 Juli 2014 ditunjukkan pada Gambar-1. Panel atas menunjukkan pengamatan semburan tipe III yang dilakukan menggunakan NDA pada rentang frekuensi 10–80 MHz. Panel tengah dan bawah menunjukkan pengamatan yang dilakukan menggunakan instrumen Angin/Gelombang dari luar angkasa. Rentang frekuensi 20 kHz–1040 kHz (yaitu, panel bawah) diamati menggunakan penerima RAD1, dan rentang frekuensi 1,075–13,825 MHz (yaitu, panel tengah) dilakukan dengan menggunakan penerima RAD2. Kami mencatat bahwa ledakan tipe III pada 13:30 UT tidak terlihat di RAD2 karena informasi yang hilang.

Hasil

Hasil utama dari penelitian kami adalah bahwa ledakan tipe III dalam rentang panjang gelombang metrik hingga hektometrik secara statistik menunjukkan kekuatan radio maksimumnya sekitar 1 hingga 2 Mhz seperti yang ditunjukkan pada Gambar – 2. Menggunakan model Sittler dan Guhathakurtha untuk pita koronal, kami telah menemukan bahwa rentang frekuensi ini sesuai dengan rentang jarak heliosentris 3–8 jari-jari matahari jika seseorang mengasumsikan emisi radio pada frekuensi plasma dasar. Di sisi lain jika semburan tipe III adalah kombinasi dari emisi fundamental dan harmonik, fluks radio maksimum akan berasal dari kisaran jarak heliosentris ~3 hingga ~20 jari-jari matahari. Perhatikan bahwa rentang radial ini sangat penting untuk angin matahari karena di sinilah ia menjadi supersonik, setelah titik sonik Parker, dan super-Alfvénic.

Akhirnya, tidak ada keraguan bahwa temuan kami akan segera dibandingkan dengan pengamatan di tempat. Memang Parker Solar Probe diharapkan mencapai 10 jari-jari matahari pada tahun 2024. Pengukuran in-situ dari berbagai parameter plasma termasuk fluktuasi kepadatan, gelombang Langmuir, dan elektron energik harus memberikan informasi penting untuk sepenuhnya menjelaskan fluks radio maksimum solar tipe III ledakan.

Gambar 2 – Respon spektral dari ledakan tipe III yang diamati dari 20 kHz hingga 410 MHz ditampilkan. Penanda lingkaran kuning, salib magenta, dan biru plus menunjukkan kerapatan fluks maksimum (dalam SFU) dari 115 semburan tipe III yang diamati masing-masing menggunakan penerima RAD1 dan RAD2 dari instrumen Wind/Waves dan Nançay Decameter Array. Penanda asterisk oranye menunjukkan pengamatan Nançay Radioheliograph pada frekuensi yang dipilih (yaitu, 164, 236, 327, dan 410 MHz). Kurva padat hitam mewakili median (yaitu, persentil ke-50) dari kerapatan fluks data yang ditampilkan di setiap saluran frekuensi. Wilayah yang diisi merah menunjukkan kuartil pertama dan ketiga dari data yang ditampilkan. Perhatikan bahwa kontribusi galaksi dikurangi.

Kesimpulan

Pada artikel ini, kami menyajikan analisis statistik dari respons spektral semburan radio surya tipe III pada rentang frekuensi yang luas antara 20 kHz dan 410 MHz. Untuk tujuan ini, kami telah menggunakan pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan fasilitas berbasis spasi (Angin/Gelombang) dan berbasis darat (NDA dan NRH). Untuk membandingkan kerapatan fluks yang diamati oleh instrumen yang berbeda, kami telah mengkalibrasi data dengan hati-hati dan menampilkannya dalam satuan fluks surya. Hasil utama dari penelitian kami adalah bahwa semburan tipe III, dalam rentang panjang gelombang metrik hingga hektometrik, secara statistik menunjukkan maksimum yang jelas dari kerapatan fluks radio median mereka sekitar 2 MHz. Meskipun hasil ini telah dilaporkan dengan memeriksa profil spektral dari ledakan tipe III dalam rentang frekuensi 20 kHz-20 MHz, penelitian kami memperluas analisis tersebut untuk pertama kalinya ke frekuensi radio metrik (yaitu, dari 20 kHz hingga 410 MHz) dan menegaskan respon spektral maksimum sekitar 2 MHz. Dengan menggunakan model Sittler dan Guhathakurtha untuk pita koronal, kami telah menemukan bahwa daya radio maksimum oleh karena itu berada dalam kisaran ~3 hingga ~20 jari-jari matahari, tergantung pada apakah emisi tipe III diasumsikan pada fundamental atau harmonik. .

Berdasarkan artikel yang baru saja diterbitkan: K. Sasikumar Raja, dkk, “Analisis Spektral Radio Surya Tipe III Meledak dari 20 kHz hingga 410 Mhz”, The Astrophysical Journal, 924(2):58, Januari 2022. doi:10.3847/1538-4357/ac34ed.

Referensi

1. Bonnin, X. 2008b, tesis PhD, Université Paris-Diderot—Paris VII, https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-00461521

2. Krupar, V., Maksimovic, M., Santolik, O., dkk. 2014, SoPh, 289, 3121

3. Weber, RR 1978, SoPh, 59, 377

*Daftar penulis lengkap: K. Sasikumar Raja, Milan Maksimovic, Eduard P. Kontar, Xavier Bonnin, Philippe Zarka, Laurent Lamy, Hamish Reid, Nicole Vilmer, Alain Lecacheux, Vratislav Krupar, Baptiste Cecconi, Lahmiti Nora, dan Laurent Denis

Artikel ini pertama kali tayang di situs www.astro.gla.ac.uk

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button