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发现在8个太阳半径的径向距离处,太阳风的速度超过阿尔芬速度!

2020-06-26 相关聚合阅读:阿尔芬 太阳风 速度 径向 半径 太阳 现在

原标题:发现在8个太阳半径的径向距离处,太阳风的速度超过阿尔芬速度!

文章来自博科园官网:www.bokeyuan.net

太阳微波低频段射电III型爆发是天基和陆基仪器常规观测到的最强无线电信号之一,它们是通过等离子体发射机制产生,当超热电子束与周围的等离子体相互作用时,触发等离子体频率(基波发射)或二次谐波(谐波发射)的无线电发射。当电子束从太阳向外传播时,随着周围太阳风等离子体密度的降低,无线电辐射以逐渐降低的频率产生。III型爆发可以在很大的经度范围内同时探测到,其射电源径向距离比电子密度模型预测的要大得多。

这些模糊的特性,通常归因于电子密度不均匀性对无线电波的散射。帕克太阳探测器(PSP)航天器于2018年8月发射升空,是美国国家航空航天局(NASA)探测太阳外冕的项目,主要科学目标是确定太阳日冕磁场的结构和动力学,了解太阳日冕和太阳风是如何被加热和加速的,并确定哪些过程对太阳高能粒子有作用。一项新的研究报告了对III型爆发衰减时间和密度波动测量的统计研究。

研究人员分析了帕克太阳探测器在近日点期间观测到的大量III型爆发,以便从统计上恢复它们作为频率函数的指数衰减时间。在此期间,与太阳的径向距离从35.7到53.8太阳半径不等。科学家对位于1AU的航天器,观测到125千赫至1兆赫之间的152个III型爆发进行了类似分析,得到的光谱折射率约为帕克太阳探测器的两倍。研究人员指出,1兆赫的等离子体频率,对应于8个太阳半径的径向距离,在那里太阳风的速度通常超过阿尔芬速度。

此时太阳风就变成了超级阿尔夫涅克(Super AlfvéNic),因此,随着背景等离子体的显着变化,III型爆发特性在1 MHz的频率附近变化也就不足为奇了。科学家们指出,III型爆发在1兆赫时也显示出最大的功率谱密度。研究人员用蒙特卡罗模拟技术来研究散射对衰变时间的作用,根据到达时间,计算了衰变时间,并将其与帕克太阳探测器观测到的时间进行了比较。结果表明,观测功率谱密度的指数衰减,可以用太阳风中密度不均匀性对无线电信号的散射来解释。

在有效湍流尺度长度下,相对电子密度波动为0.09-0.22。总而言之,根据之前在较低频率下的观测,在1到10 MHz之间的III型突发衰减时间在统计上比预期要长。这既可以用Alfvén点以上不同的环境等离子体参数来解释,也可以因为较好地观测到了1 MHz以上的谐波分量。如果后者为真,则可以使用指数衰减时间的变化来区分单个III型爆发中的基波和谐波分量。

通过比较帕克太阳探测器观测和蒙特卡罗模拟,研究人员预测,在2.5到14个太阳半径之间的径向距离处,相对密度波动的范围在0.22到0.09之间。

博科园|研究/来自:欧洲太阳射电天文学家协会
参考期刊《天体物理学》
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