Μελέτη λεπτής υφής σε ηλιακές ραδιοεξάρσεις τύπου ΙΙ με χρήση ραδιοφασματικών παρατηρήσεων

Abstract

Fine structure embedded in solar radio bursts is a useful tool for interpreting local conditions of disturbed plasma and emission process during Sun eruptive phenomena. Fine structure is characterized by very short duration and usually narrow bandwidth. Our aim was the detection of fine structure such as spikes within type II radio bursts. Type II radio bursts usually appear in metric wavelengths of the radio spectra, therefore ARTEMIS-JLS receivers (ASG and SAO) can detect them. Frequently, both type IV and II radio bursts are observed with a small time difference, probably due to common source. Although fine structures contained within type IV radio bursts have been analyzed and categorized, type II radio bursts are rarely producing structures with significant details. Using both ASG and SAO receivers of the Artemis-JLS solar radio spectrograph we were able to distinguish 6 events which were well fitted within the high resolution (10 ms cadence) Acousto-Optic Spectrograph (SAO) receivers’ frequency range (270-450 MHz). Both recognition and measurements of small scale structures such as spikes were accomplished, due to the receiver’s high resolution; their relative bandwidth, total duration and relative drift rate were measured. These spike-like structures mostly appear in chains which drift almost respectively to the shock front. For one of the selected events we combined our spectrum observations with the 1D and 2D images of the Nançay Radio Heliograph (NRH) in order to accomplish a three-dimensional approach. We calculated position, size and shift of the corresponding radio source. Certain conclusions were reached regarding the origin of the spikes, the structure of the MHD shock and the related emission mechanism.

Οι ηλιακές ραδιοεξάρσεις και η λεπτή υφή που περιέχεται σε αυτές αποτελούν ένα πολύ χρήσιμο διαγνωστικό εργαλείο για την ερμηνεία των μηχανισμών εκπομπής, για τα χαρακτηριστικά της ραδιοπηγής και για τη δομή του μαγνητικού πεδίου. Η λεπτή υφή των ηλιακών ραδιοεξάρσεων περιλαμβάνει δομές πολύ μικρής διάρκειας και αντίστοιχου μικρού συχνοτικού εύρους. Η παρούσα διατριβή έθεσε ως στόχο τον εντοπισμό και την ανάδειξη δομών λεπτής υφής εντός των ραδιοεξάρσεων τύπου ΙΙ. Τα μετρικά μήκη κύματος αποτελούν το κύριο τμήμα αποτύπωσης των ραδιοεξάρσεων αυτού του τύπου στο ηλιακό στέμμα. Έτσι, οι συχνότητες παρατήρησης των δυο δεκτών (ASG-SAO) του ραδιοφασματογράφου ARTEMIS-J.L.S, που είναι εγκαταστημένος από το Πανεπιστήμιο Αθηνών στον δορυφορικό σταθμό του ΟΤΕ στις Θερμοπύλες, επιτρέπουν, μεταξύ άλλων, την καταγραφή των ραδιοεξάρσεων τύπου ΙΙ. Ιδιαίτερα το εύρος λειτουργίας (270-450 MHz) του υψηλής διακριτικής ικανότητας στον χρόνο (10 ms) δέκτη SAO, μας έδωσε μια προοπτική αναζήτησης πιθανών δομών λεπτής και υπέρ-λεπτής υφής εντός των ραδιοεξάρσεων τύπου ΙΙ. Ενώ στις ραδιοεξάρσεις τύπου IV έχουν καταγραφεί λεπτές υφές τύπου αιχμών εδώ και δεκαετίες, για πρώτη φορά εντοπίστηκαν και αναδείχτηκαν αντίστοιχες δομές εντός των ραδιοεξάρσεων τύπου ΙΙ. Διακρίναμε 6 φαινόμενα τα οποία καταγράφηκαν από το δέκτη SAO και υπολογίσαμε τα βασικά χαρακτηριστικά (διάρκεια, συχνοτικό εύρος και σχετικό ρυθμό ολίσθησης) των δομών τύπου αιχμών που αυτά περιέχουν. Παράλληλα επιτεύχθηκε ταυτοποίηση των εντοπισμένων αιχμών του ARTΕMIS/SAO μέσω των μονοδιάστατων και δισδιάστατων εικόνων του ραδιοηλιογράφου του Nançay (NRH) για ένα από τα επιλεγμένα φαινόμενα. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων, μας έδωσαν μια πιο ολοκληρωμένη τριδιάστατη απεικόνιση των πολύ μικρών δομών, που συνοδεύτηκαν από μετρήσεις χαρακτηριστικών όπως η θέση, οι διαστάσεις και η μετατόπιση της ραδιοπηγής. Μέσω των παρατηρήσεων αυτών προέκυψαν ενδιαφέροντα συμπεράσματα για την προέλευση των αιχμών που εντοπίστηκαν καθώς και για τη δομή του μετώπου του ΜΥΔ κρουστικού κύματος και τους συσχετιζόμενους με αυτό, μηχανισμούς εκπομπής.