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태양 플레어의 마이크로파 방출은 자이로 싱크로트론(GS) 복사를 통해 에너지 전자에 의해 여기될 수 있습니다. 따라서 마이크로웨이브 스펙트럼은 태양 플레어 동안 가속된 에너지 전자에 대한 가치 있고 고유한 정보뿐만 아니라 기본 자기장 및 에너지 방출 프로세스에 대한 가치 있고 고유한 정보를 포함합니다. 일반적인 마이크로파 스펙트럼 피크는 ~10GHz 이하 또는 그 부근에서 스펙트럼 기울기가 양수(광학적으로 두꺼운 영역)에서 음수(광학적으로 얇은 영역)로 전환됩니다.
이전 연구는 턴오버 주파수가 9.4GHz 또는 17GHz 미만인 플레어로 제한되었습니다. 이는 주로 NoRP(Nobeyama Radiopolarimeter) 측정을 통해 광학적으로 얇은 영역에서 두 개의 데이터 포인트를 사용할 수 있도록 하기 위한 것입니다. 그러나 턴오버 주파수는 대형 플레어의 정점을 전후하여 20GHz를 넘어설 수 있으며, 마이크로웨이브 스펙트럼은 평평하거나 수십 GHz 이상에서 지속적으로 상승하는 특이한 형태의 마이크로웨이브 스펙트럼이 보고된 반면, 현재의 태양 마이크로웨이브 분광계는 주로 동적 스펙트럼을 제공한다. ~ 20GHz 이하. 그 이상으로 데이터는 몇 개의 이산 주파수에만 존재합니다. 이것은 밀리미터 파장에서 플레어 관측의 상당한 데이터 갭이 있음을 의미합니다.
그림 1. 03:52 UT에서 03:58 UT까지 얻은 CBS 동적 스펙트럼(a)과 CBS 및 NoRP 자속 밀도(bc). Yan 등에서 가져옴. 2023.
새로 구축된 Chashan 광대역 태양 밀리미터 분광기(CBSmm, 줄여서 CBS)는 2020년부터 일상적인 관찰을 시작했으며 35~40GHz에서 작동합니다(Shang et al. 2022). 산둥 대학교 우주 과학 연구소에서 운영합니다. 2022년 4월 20일의 X2.2 플레어는 NoRP와 CBS 모두에서 관찰되었습니다(그림 1 참조). 이것은 일상적인 작업 이후 CBS의 첫 번째 플레어 관측을 제공합니다. CBS 데이터는 먼저 초승달 관측으로 보정된 다음 35GHz에서 동시 NoRP 데이터로 교차 보정됩니다. 플레어는 강력한 밀리미터 방출과 임펄스 단계 동안 스펙트럼의 높은 전환 주파수(>20GHz)로 인해 특히 중요합니다. 이러한 종류의 이벤트는 ~ 20GHz를 넘어서는 큰 데이터 갭으로 인해 잘 연구되지 않았습니다.
이 플레어의 임펄스 단계 동안 세 개의 뚜렷한 국부 강도 피크가 존재합니다(그림 1 및 그림 2 참조). 중간 피크는 35–40GHz에서 최대 자속 밀도가 ~9300 SFU에 도달하는 가장 강한 피크입니다. 자이로싱크로트론 회전 주파수(ν티)는 CBS 데이터의 양의 스펙트럼 지수에 따라 이 주요 피크에 대해 35-40GHz 이상입니다. 턴오버 빈도(ν티)는 대부분의 다른 두 피크에서 20GHz보다 큽니다. 이직 강도(나티)는 이직 빈도(ν티) ν 임펄스 단계에서 멱법칙 관계(지수 ~ 4.8)에 따라티 < 35GHz. 붕괴 단계에서 CBS 스펙트럼 지수와 광학적으로 얇은 스펙트럼 지수는 점진적인 경화 경향을 나타냅니다.
그림 2. T1 – T13의 선택된 순간에 결합된 NoRP 및 CBS 데이터를 피팅하여 얻은 스펙트럼(그림 1 참조). 별표와 사각형은 각각 NoRP 및 CBS 데이터를 나타냅니다. 광학적으로 두꺼운 인덱스와 얇은 인덱스를 포함한 스펙트럼 매개변수 αtk 그리고 α테네시턴오버 주파수 ν티 각 패널에 제공됩니다. 채워진 원은 위치를 나타냅니다. V티. Yan 등에서 가져옴. 2023.
이 연구는 스펙트럼 전환 주파수 및 기타 피팅 매개변수가 35 ~ 40GHz 범위를 포괄하는 CBS 데이터로 더 잘 제한될 수 있음을 보여줍니다. 이는 턴오버 주파수가 35GHz 미만인 스펙트럼에 해당됩니다. 턴오버 빈도가 더 높은 임펄스 단계의 두 번째 피크 동안 정확한 턴오버 빈도를 결정할 수는 없지만 고유한 CBS 데이터에 따라 여전히 유용한 정보를 유추할 수 있습니다. 이러한 데이터(35-40GHz 포함)는 태양 라디오 폭발의 밀리미터 관측에서 처음으로 사용할 수 있습니다. 전환 빈도가 높은 플레어를 더 잘 이해하려면 더 넓은 스펙트럼 범위의 데이터가 여전히 필요합니다. 가까운 장래에 CBS를 26 – 40GHz를 커버하도록 업그레이드하여 태양 플레어의 비열 마이크로파 스펙트럼을 더 잘 억제할 계획입니다.
최근에 게시된 기사를 기반으로 합니다. Fabao Yan, Zhao Wu, Ziqian Shang, Bing Wang, Lei Zhang, Yao Chen, 35~40GHz에서 작동하는 새로운 태양 마이크로파 분광계를 사용한 최초의 플레어 관측The Astrophysical Journal Letters, 942:L11 (2023), DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/acad02
참조:
Shang, Z., Xu, Okay., Liu, Y. 등. 2022, ApJS, 258, 25
*전체 저자 목록: Fabao Yan, Zhao Wu, Ziqian Shang, Bing Wang, Lei Zhang, Yao Chen
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