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태양 코로나는 뜨거운 자화 플라즈마로 구성됩니다. 코로나 자기장은 태양 코로나의 물리학을 결정하는 중요한 매개변수 중 하나로 잘 알려져 있으며 우주 기상의 중요한 동인입니다. 코로나 자기장의 중요성이 오랫동안 인식되어 왔음에도 불구하고 실제로는 측정하기가 다소 어렵습니다. 낮은 무선 주파수에서 코로나 방출의 편광 특성은 원칙적으로 코로나 자기장을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 주파수에서 정확한 편광 측정은 본질적으로 어렵고 다양한 방출 메커니즘(10,000K에서 10,0000억 Ok 범위)과 관련된 매우 넓은 범위의 밝기 온도, 100percent에 가까운 분수 편광의 변화로 인해 훨씬 더 어려워집니다. 1% 미만, 그리고 방출의 극단적인 시간 및 스펙트럼 변동성. 매우 자주 매우 밝은 방출이 매우 희미한 방출과 동시에 존재합니다. 라디오 이미지에서 두 가지를 모두 감지하려면 HDR(excessive dynamic vary) 태양 이미지가 필요합니다. SKAO(Sq. Kilometer Array Observatory) 전구체인 Murchison Widefield Array(MWA)의 고유한 배열 구성을 통해 고충실도 및 높은 동적 범위의 분광 스냅샷 태양 이미지를 만들 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 강력하고 자동화된 편광 보정 및 이미징 알고리즘을 개발했습니다. Polarimetry utilizing Automated Imaging Routine for Compact Arrays for the Radio Solar(P-AIRCARS)이라는 명명된 이 알고리즘은 높은 다이내믹 레인지와 고충실도 풀 스톡스 태양 라디오 이미지를 제공하며 오늘날 최고의 이미지와 동등한 잔여 누출을 제공합니다. 알고리즘은 미래의 SKAO를 염두에 두고 개발되었습니다. P-AIRCARS가 만든 이미지는 이전에는 접근할 수 없었던 위상 공간의 탐색을 가능하게 하고 상당한 발견 가능성을 제공합니다.
P-AIRCARS 알고리즘에 대한 간략한 개요
P-AIRCARS 알고리즘은 모든 최신 무선 간섭계 보정 및 이미징의 기초를 형성하는 측정 방정식 프레임워크를 기반으로 합니다. 정밀한 편광 보정을 위해서는 각각의 기기 효과를 상세하고 충분한 정확도로 수정해야 합니다. MWA의 조리개 배열 특성과 넓은 시야는 기기 편광을 정확하게 보정하기 위해 교정기 관찰의 사용을 제한합니다. 이 문제를 극복하기 위해 이 알고리즘은 MWA의 모델링된 전체 Stokes 기본 빔을 사용하고 조용한 태양에서 선형 편광 방출이 없으며 원형 편광 수준이 미터 파장에서 1% 미만일 것으로 예상된다는 사실을 사용합니다. 기기 편광을 보정합니다. 전체 Jones 보정 소프트웨어를 사용하여 편광 자체 보정을 수행하여 최종 이미지의 충실도와 동적 범위를 개선했습니다.
그림 1. P-AIRCARS를 사용하여 만든 유형 I, II 및 III 태양 라디오 버스트의 스톡스 I 및 원형 편광 이미지 세트. 상단 패널은 Stokes I 이미지를 보여주고 하단 패널은 원형 편광 분수 이미지를 나타냅니다.,
결과
이 알고리즘은 충실도가 높은 전체 Stokes 태양 분광 스냅샷 태양 이미지를 제공합니다. 이 알고리즘은 일상적으로 조용한 태양 조건에서 300 이상의 동적 범위를 가진 이미지를 생성하며 특정 유리한 경우에는 105를 초과할 수 있습니다. 알고리즘에 의해 전달되는 잔류 기기 편광은 일반적으로 고품질 전파 천문 관찰. 이러한 이미지의 정확한 편광 보정 및 높은 동적 범위를 통해 코로나 질량 방출 플라즈마의 희미한 무선 방출과 조용한 태양 열 방출의 유도된 원형 편광을 감지할 수 있습니다. Kind-I, -II, -III 태양 라디오 버스트에 대한 전체 강도 및 원형 편파의 일부 샘플 P-AIRCARS 이미지가 그림 1에 나와 있습니다. 상단 패널의 빨간색 윤곽선은 0.5percent에서 스톡스 I 방출을 나타냅니다. 하단 패널에는 원형 편광 비율이 표시됩니다. 파란색 원은 태양의 광학 디스크를 나타내고 채워진 타원은 관찰의 해상도를 나타냅니다. 모든 경우에 잔류 기기 편파는 1% 미만입니다. 이 알고리즘은 최신 기술을 나타내며 미래 Sq. Kilometer Array의 정확한 편광 보정에 대한 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.
Kansabanik, D., Oberoi, D. And Mondal, S. 2022, ApJ 931 110의 최근 논문을 기반으로 함 https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac6758
추가 정보
전체 저자 목록: 데보조티 칸사바닉 1디비야 오베로이 1수라짓 몬달 2,1
1 국립전파천체물리학센터, 타타 기초연구소, 인도 푸네
2 미국 뉴어크 소재 뉴저지 공과대학 태양-지상 연구 센터
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