Sherry Chhabra etal. *에 의한 모델링 – 유럽 태양 전파 천문학자 커뮤니티


나노플레어는 광구의 대류에 의해 응력이 가해진 관상 자기장의 작은 파괴로 인한 충격적인 에너지 방출이다. 이들은 너무 작아 개별적으로 검출할 수 없지만, 일부 증거는 관상동맥 가열의 주요 후보일 수 있음을 시사한다. 그러나 나노플레어가 풀사이즈 플레어처럼 입자를 여기하는지 여부는 불분명하다(Vievering et al. 2021). 입자 가속의 주요 이론은 가속 효율이 자기장의 형상, 특히 강한 가이드 자기장 성분의 존재 여부에 의존한다는 것을 예측한다(Dahlin et al. 2015). 나노플레어와 플레어는 서로 다른 형상을 가지므로, 입자 가속이 나노플레어에서 발생하는지 판단하는 것은 이 이론의 중요한 테스트가 된다. 나노플레어가 폐루프에서 생성될 수 있는 타입 III 전파 버스트를 연구함으로써 이 질문을 조사한다. 개별 전통적인 유형 III 버스트는 동적 스펙트럼으로 쉽게 식별할 수 있습니다. 그러나, 나노플레어는 동적 스펙트럼에서 눈으로 확인할 수 없는 다량의 타입 III을 생성할 수 있다. 그들은 라디오 헤이즈로 나타날 수 있습니다. 유형 III 버스트가 나타내는 특징적인 주파수 드리프트는 여러 개의 중복 이벤트가 있는 경우에도 Viall & Klimchuk(2012)에서 개발한 시간 지연 기술의 새로운 애플리케이션을 사용하여 감지할 수 있습니다.

활성 영역의 나노 플레어로부터 예상되는 전파 방사선을 시뮬레이션하는 간단한 수치 모델을 제시한다. 이를 사용하여 기술을 테스트하고 교정합니다.

모델 및 결과

균일한 가열로 정적 평형에 있는 대칭 루프를 가진 간단한 모델을 생각해 보자. 루프 모델은 Martens(2010)의 1차원 유체 방정식의 해에서 파생됩니다. 루프 길이 분포와 길이에 비례하는 가열 속도를 (Q=cL^{-3})(Mandrini et. al. 2000)로 간주하고 루프마다 다른 밀도와 온도 프로파일을 제공합니다. . 플라즈마 주파수의 주위 밀도에 대한 직접 의존성, 즉 (nu_p = 8980 sqrt {n_e} )를 사용하면 위치의 함수로 플라즈마 주파수를 얻을 수 있습니다.

시간 지연 기법은 두 관측 채널/주파수의 광도 곡선(강도와 시간)을 상관시켜 상관을 최대화하는 시간 오프셋을 찾습니다. 그림 1(오른쪽)은 스타로 표시된 위치에서 나노플레어가 발생하는 샘플 루프를 보여줍니다. 가속된 전자빔은 루프를 따라 이동한다.

두 개의 시간 지연 Δt1 및 Δt2 주파수 위치 사이의 거리로 인해 녹색 선으로 표시됩니다. 지연의 음의 쌍은 주파수 쌍 (nu_1-nu_2)와 (nu_2-nu_1) 사이의 상호 상관의 결과입니다. 왼쪽은 예상 러그에서 피크를 나타내는 상호 상관 전력 스펙트럼 (CCOPS)입니다.

그림 1. 왼쪽: 나노플레어가 루프를 따라 양방향으로 이동하는 전자빔을 생성할 때 얻어진 광도 곡선으로부터의 ν1-ν2의 상호 상관 전력 스펙트럼(CCOPS). 오른쪽은 CCOPS에서 피크에 도달하는 여러 시간 지연을 보여줍니다.

시뮬레이션은 수백 개의 루프에 대해 반복되며 각 루프에는 밀도 프로파일에 따라 고유한 시간 지연 세트가 있습니다. 모델에서 고려되는 몇몇 다른 파라미터들은 타입 III 지속시간, 버스트 발생률(초당 버스트), 현실적인 노이즈의 추가이다. 그림 2에서 볼 수 있듯이이 방법은 예상되는 위치에서 이러한 버스트의 서명을 표시합니다 (피크는 주황색과 녹색 점선으로 오버레이됩니다). 중요한 결과는 폐루프의 밀도 구조(대부분의 코로나의 얕은 그라디언트 및 전이 영역의 풋포인트의 가파른 기울기)로 인해, 방사선은 주파수의 매우 강한 함수이며, 루프 상부에서 가장 밝아진다. CCOP는 밀접하게 분리된 주파수 쌍의 최대값입니다.

그림 2. 30 버스트 CCOPS-1 예상되는 시간 지연이 오버레이됩니다.주황색 점선은 예상 시간 지연 Δt를 나타냅니다.1그리고 녹색 점선은 예상 시간 지연 Δt를 나타냅니다.2.

결론

폐루프의 경우, 타입 III 버스트의 주파수 스펙트럼은 매우 가파른 것으로 예상되므로 루프 길이의 상당히 좁은 범위에서만 특정 주파수에서 큰 방사가 생성된다. 또한 시간 지연 신호의 버스트 시그니처가 다음과 같이 감소한다는 것을 알 수 있습니다. (1) 그 범위 내의 참가 루프의 종류가 증가한다. (2) 버스트 발생률이 높아집니다. (3) 버스트의 지속시간이 증가합니다. (4) 버스트의 밝기는 노이즈에 비해 감소합니다. 게다가, 우리의 모델은 폐루프 형상에서 타입 III 방출의 자연적인 결과로서 타입 I 버스트의 발생 가능성을 제시한다.

논문은 여기에서 액세스할 수 있습니다:

Chhabra, S., Klimchuk, JA & Gary, DE, 2021, ApJ, 922, 128 도이: 10.3847/1538-4357/ac2364

참고 문헌

Dahlin, JT, Drake, JF, & Swisdak, M. 2015, PhPl, 22, 100704

Mandrini, CH, D moulin, P. , & Klimchuk, JA 2000, ApJ, 530, 999

Martens, PCH 2010, ApJ, 714, 1290

Viall, NM, & Klimchuk, JA 2012, ApJ, 753, 35

Vievering, JT, Glesener, L., Athiray, PS, etal. 2021, ApJ, 913, 15

저자의 전체 목록: Sherry Chhabra, James A. Klimchuk 및 Dale E. Gary

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