Одним из наиболее часто наблюдаемых солнечных радиоисточников на метровых и декаметровых длинах волн являются так называемые солнечные радиошумовые бури. Они обычно связаны с активными областями и, как полагают, питаются за счёт механизма плазменного излучения.
Поскольку плазменное излучение происходит в основном на основной частоте и гармониках локальной плазменной частоты, видимый угловой размер источника может значительно расширяться из-за многолучевого распространения, вызванного рефракцией от неоднородностей плотности.
Предыдущие наблюдательные и теоретические оценки предполагают наличие некоторого минимального наблюдаемого размера источника в солнечной короне. Однако детали этого предела зависят от подхода к моделированию и особенностей выбранной модели турбулентности короны. Поэтому уменьшение наблюдаемого минимального размера источника до меньших значений может помочь ограничить плазменную среду наблюдаемых источников.
В прошлом было проведено лишь несколько исследований структуры шумовых бурь с использованием наблюдений с высоким пространственным разрешением (например, Lang et al. 1987, Mercier et al. 2015 и др.). Недавно Mondal et al. (2024) представили доказательства существования структур размером 9 дюймов в шумовых бурях на частоте 250 МГц. Этот наблюдаемый размер примерно в 3–4 раза меньше, чем предполагалось ранее.
В этой работе мы представляем несколько примеров очень мелкомасштабных структур (~10–20 дюймов) в шумовых бурях. Эти структуры стабильны в течение 15–30 минут и имеют полосу пропускания ~100 МГц, сравнимую с частотой наблюдения.
Рисунок 1
На левой панели показано изображение шумовой бури с низким разрешением на частоте 314 МГц, полученное путём интеграции данных на 24 МГц и 25 минут. На левой панели мы используем тот же набор данных и получаем изображение с высоким пространственным разрешением. Синяя эллипс внизу показывает угловое разрешение инструмента.
Наблюдение малых угловых размеров в течение таких длительных периодов времени предполагает, что эти небольшие источники не возникают из-за случайного совпадения условий в короне. Чтобы понять эти наблюдения, мы представляем иллюстративную модель, которая может уменьшить прогнозируемый размер источника более чем в два раза.
Мы демонстрируем, что если шумовая буря возникает из области с высокой плотностью в короне, окружённой плазмой с более низкой плотностью, то наблюдаемый размер источника может быть намного меньше, в зависимости от контраста плотности между петлёй и фоновой плазмой. Большая разница в плотности облегчает наблюдение за меньшим источником.
Хотя наша модель имеет много ограничений и использует параметры, которые, вероятно, больше подходят для межпланетных условий, она предлагает интересный подход для объяснения наблюдений этих неожиданно компактных наблюдаемых источников.
Выводы
Таким образом, эта работа демонстрирует, что исследование таких малых источников не только даёт нам знания о рассеянии в короне, но и может пролить свет на условия излучения самого источника шумовой бури.
Ссылки
- Lang, K.R., Willson, R.F., 1987, ApJL, 319, 514
- Mercier, C., Prasad, S., et al. 2015, A&A, 576, 136
- Mondal, S., Kansabanik, D., et al., 2024, ApJ, 975, 122