Ανάδειξη χαρακτηριστικών ηλιακών ραδιοεκπομπών

Abstract

The subject of this thesis is about highlighting the characteristics of solar radio emissions. In particular, ways and methods by which these characteristics are measured, the influence of various parameters on them is examined, and applications are studied, that is, ways that lead to the finding of solar crown properties. Particular importance is given to the fine structure of solar radio emissions because we consider its great importance in the evolution of the various solar corona events and because we believe they contain very significant information about the physical processes that occur during solar eruption events. The study of fine structure has yielded significant results in the past, especially when the recorded events were strong enough, as their separation from the strong background and study required an increased contribution of technological tools that have been available to us in recent years. For the study of fine structure in solar radiation emission phenomena, data from recordings of the ARTEMIS-IV Solar Radio-spectrograph were used, and extensive use of new methods, software and signal processing algorithms and application of various digital filters, spectra as well as the application of Fourier and wavelet transform methods was made to highlight periodicity. In particular, novel methods of calculating the slopes of linear or quasi-linear shapes in dynamic spectra have been designed and developed. Factors affecting the performance of these methods were investigated. Methods have been applied to study the evolution of radio emission during large solar events.

Το θέμα που πραγματεύεται η παρούσα διατριβή αφορά στην ανάδειξη των χαρακτηριστικών των ηλιακών ραδιοεκπομπών. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζονται τρόποι και μέθοδοι με τους οποίους μετρούνται τα χαρακτηριστικά αυτά, η επίδραση διαφόρων παραμέτρων στην ακριβή αποτύπωση αυτών και μελετώνται εφαρμογές, δηλαδή τρόποι οι οποίοι οδηγούν σε εύρεση ιδιοτήτων του ηλιακού στέμματος. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στη λεπτή υφή των ηλιακών ραδιοεκπομπών επειδή θεωρούμε ότι ο ρόλος της είναι καθοριστικός στην εξέλιξη των διαφόρων γεγονότων του ηλιακού στέμματος και επειδή πιστεύουμε ότι κρύβουν πολύ σημαντικές πληροφορίες για τις φυσικές διεργασίες που τελούνται κατά τη διάρκεια εκρηκτικών γεγονότων στο ηλιακό στέμμα. Η μελέτη της λεπτής υφής σε πολλές περιπτώσεις, έχει δώσει κατά το παρελθόν σημαντικά αποτελέσματα, κυρίως όταν τα καταγραμμένα γεγονότα ήταν αρκετά ισχυρά, δεδομένου και ότι ο διαχωρισμός τους από το ισχυρό υπόβαθρο και η μελέτη τους απαιτούσε αυξημένη συνεισφορά τεχνολογικών εργαλείων που κυρίως τα τελευταία χρόνια είναι στη διάθεσή μας. Για τη μελέτη της λεπτής υφής σε φαινόμενα εκπομπής ηλιακής ραδιοακτινοβολίας, χρησιμοποιήθηκαν, αποκλειστικά, δεδομένα από εγγραφές του ηλιακού ραδιοφασματογράφου ARTEMIS-IV, και έγινε εκτεταμένη χρήση νέων μεθόδων, λογισμικού και αλγορίθμων επεξεργασίας σήματος και εφαρμογή διαφόρων ψηφιακών φίλτρων, προσαρμοσμένων στα χαρακτηριστικά των εγγεγραμμένων δυναμικών φασμάτων καθώς και εφαρμογή μεθόδων Fourier και μετασχηματισμού κυματιδίου (wavelet transform) για ανάδειξη περιοδικοτήτων. Ιδιαίτερα, σχεδιάστηκαν και αναπτύχθηκαν πρωτότυποι μέθοδοι υπολογισμού των κλίσεων γραμμικών ή σχεδόν γραμμικών μορφών σε δυναμικά φάσματα. Διερευνήθηκαν οι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση των μεθόδων αυτών. Έγινε εφαρμογή των μεθόδων στη μελέτη της εξέλιξης της εκπομπής ραδιοακτινοβολίας κατά τη διάρκεια μεγάλων ηλιακών γεγονότων.