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준주기 맥동(QPP; 준주기 진동, 즉 QPO라고도 함)은 전자기 방출이 시간에 따라 준주기적으로 변하는 현상입니다. 항성 플레어, 감마선 폭발, 고속 무선 폭발 등과 같이 시간적/공간적 규모가 다른 천체 과도 현상에 나타납니다.
태양은 정상이지만 QPP가 있는 플레어가 자주 나타나는 우리와 가장 가까운 별입니다(예: Zimovets et al. 2021년 리뷰로). 표준 플레어 모델에서 자기 재연결은 코로나 자기장에서 에너지를 방출하고, 플라스모이드를 방출하고, 전자를 가속시키는 데 중요한 역할을 합니다. 재연결 영역에서 탈출한 후, 자기장 라인을 따라 전파되는 에너지 전자는 자이로싱크로트론 메커니즘에 의해 마이크로파 방출을 유도합니다. 따라서 마이크로파 방출의 시간적 변화는 전자 가속 과정과 밀접한 관련이 있습니다. 그리고 자기 재연결이 준주기적으로 발생하면 전자 가속도 준주기적으로 되고 QPP가 생성됩니다.
게다가 MHD(자기유체역학)파는 밀도, 온도, 자기장 강도 등과 같은 일부 플라즈마 매개변수를 변조하여 주기적인 형태의 전자기 복사를 재구성할 수 있다고 널리 생각됩니다. 그러나 에너지 방출 사이트(재연결 전류 시트)에서 에너지 전자와 높은 관련이 있는 마이크로웨이브 또는 HXR 소스에 대한 직접 이미징 관찰이 아직 없기 때문에 위의 두 메커니즘은 여전히 오랫동안 논쟁 중입니다. 의 최근 논문에서 코우 외, 2022 우리는 최첨단 스펙트럼 이미징 기능을 갖춘 마이크로파 방사선 헬리오그래프 EOVSA(Expanded Owens Valley Photo voltaic Array)를 사용하여 처음으로 플레어 전류 시트 영역에서 마이크로파 QPP의 이미징 관찰을 보고합니다.첸 외, 2020).
그림 1. 플레어에서 마이크로파 방출. 위쪽 그룹은 플레어링 루프에서 나오고 아래쪽 그룹은 재연결 전류 시트를 따라 확장됩니다. 배경은 211A의 EUV 이미지입니다. 금색 곡선은 8.4GHz에서 현재 시트 소스의 시간 변화 곡선을 나타냅니다.
그림 2. 8.4GHz에서 마이크로웨이브 소스의 시간 변화 곡선(왼쪽)과 Wavelet 분석 결과(오른쪽).
현재 시트의 마이크로파 소스는 플레어링 루프의 마이크로파 소스보다 훨씬 약하므로 배경 소음에 의해 압도되는 경향이 있는 것으로 밝혀졌습니다. EOVSA의 높은 다이내믹 레인지와 스펙트럼 이미징 기능 덕분에 저자는 밝기 온도와 스펙트럼 지수(스펙트럼 지수가 작을수록 더 높은 비열 품질에 해당)의 시간적 변화가 모든 소스의 강도에 관계없이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 또는 약하고 유사한 준주기성을 나타냅니다. 또한, 2.5차원 MHD 시뮬레이션은 현재 시트에서 생성된 자기 섬이 자기 재연결을 준주기적 형태로 변조한다는 것을 추가로 검증합니다. 이러한 모든 결과는 현재 시트의 준주기적 자기 재연결이 전자를 준주기적으로 가속한 다음 QPP를 생성한다는 시나리오를 강력하게 뒷받침합니다.
의 최근 논문을 기반으로 Kou, Y., Cheng, X., Wang, Y. 외. “플레어 전류 시트에서 준주기 맥동의 마이크로파 이미징“, 네이처 커뮤니케이션즈, 13, 7680 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-35377-0
참조
Kou, Y., Cheng, X., Wang, Y. 등, 자연공동체 137680 (2022).
Zimovets, IV 등, 우주 과학. 신부님. 21766(2021).
Chen, B. et al., 냇. 천문학 41140–1147 (2020).
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