Λεπτή υφή μετρικών ραδιοεξάρσεων τύπου IV από παρατηρήσεις του πολυκαναλικού ραδιοφασματογράφου ARTEMIS-IV
Authors: Μπουρατζής Κωνσταντίνος 
Published: September 2021

Η εκπομπή στα μετρικά μήκη κύματος προκύπτει από διαταραχές, κυρίως δέσμες ηλεκτρονίων και κρουστικά κύματα, που σχηματίζονται από διεργασίες έκλυσης ενέργειας και μαγνητικής αναδόμησης του στέμματος που διαδίδονται από το χαμηλό στέμμα προς το μεσοπλανητικό διάστημα. Η λεπτή υφή που εμπεριέχεται στα φαινόμενα τύπου \IV~μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διαγνωστικό εργαλείο των διεργασιών αυτών, που σχετίζονται με εκλάμψεις και/ή στεμματικές εκτοξεύσεις μάζας. Για την εργασία αυτή χρησιμοποιήθηκαν καταγραφές 36 φαινομένων τύπου IVαπό τον δέκτη SAO του ραδιοφασματογράφου ARTEMIS-IV, ο οποίος λειτουργεί στην φασματική περιοχή των 450--270 \MHz με υψηλή χρονική ανάλυση 0.01s. Οι εξάρσεις λεπτής υφής που παρατηρήθηκαν στα φαινόμενα αυτά ταξινομήθηκαν σε πέντε βασικές κατηγορίες, με επιπλέον διάκριση σε υποκατηγορίες σε καθεμία από αυτές. Συγκρίναμε τον χρόνο εμφάνισης των εξάρσεων λεπτής υφής με την εκτίναξη ενεργητικών ηλεκτρονίων όπως κατεγράφησαν από τις σκληρές ακτίνες Χ και την μικροκυματική εκπομπή, τις μαλακές ακτίνες Χ και την έναρξη στεμματικής εκτίναξης μάζας. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν στενή χρονική συσχέτιση μεταξύ φαινομένων έκλυσης ενέργειας και αιχμών, παλμικών δομών και εξάρσεων τύπου ζέβρα. Από τις υπόλοιπες κατηγορίες, το συνεχές μεγάλου εύρους εμφανίζεται κοντά στον χρόνο έκλυσης ενέργειας μεταξύ της έναρξης στεμματικής εκτόξευσης μάζας και μεγίστου στις μαλακές ακτίνες Χ, αλλά εκτείνεται και για αρκετές δεκάδες λεπτών μετά. Οι εξάρσεις ενδιάμεσης ολίσθησης ακολουθούν την πρώτη έκλυση ενέργειας αν και έχουν κατανομή μεγάλου εύρους σε σχέση με τις άλλες εξάρσεις λεπτής υφής. Από το σύνολο των δεδομένων μας επελέγησαν δύο είδη λεπτής υφής για περαιτέρω σε βάθος μελέτη.Εξάρσεις μικρού εύρους: Εμφανίζονται στο δυναμικό φάσμα από την μικροκυματική μέχρι και την δεκαμετρική περιοχή συχνοτήτων, ως λεπτή υφή με πολύ μικρή διάρκεια και φασματικό εύρος. Θεωρείται ότι αποτελούν έκφραση μικρής κλίμακας έκλυσης ενέργειας μέσω μαγνητικής επανασύνδεσης. Αναλύσαμε 27 φαινόμενα τύπου IV στα μετρικά μήκη κύματος στα οποία παρατηρήθηκαν και απομονώθηκαν εξάρσεις μικρού εύρους μέσα σε αυτά. Εξετάσαμε και μετρήσαμε τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των μεμονωμένων δομών μικρού εύρους (αιχμές), ομάδων και αλυσίδων όπως η διάρκεια, το φασματικό εύρος και η ολίσθηση στην συχνότητα. Για το φαινόμενο της 21 Απριλίου 2003 μελετήθηκαν οι πηγές των αιχμών μέσω του ραδιοηλιογράφου του Nancay. Κάποιες από τις αλυσίδες εμφάνισαν δομές όπως ζέβρα, τύπου δαντέλα, νημάτια ή εξάρσεις μικρής κλίμακας της οικογένειας τύπου ΙΙΙ, κάτι που υποδεικνύει ότι σε υψηλότερη ανάλυση κάποιες από αυτές τις δομές ενδέχεται να αποτελούνται από εξάρσεις μικρού εύρους. Από τις παρατηρήσεις του ARTEMIS-IV και ξεχωριστά από τον κατάλογο των φαινομένων τύπου IV, μελετήθηκε η συσχέτιση των εξάρσεων τύπου ΙΙΙ και των αιχμών. Εξετάστηκαν αμυδρά και μεμονωμένα φαινόμενα τύπου ΙΙΙ με εξάρσεις μικρού εύρους κοντά στην συχνότητα έναρξής τους, με σκοπό να αποφύγουμε την σύγχυση από σύνθετα φαινόμενα. Το σύνολο των φαινομένων αυτών αποτελείται από 12 εξάρσεις τύπου ΙΙΙ εκ των οποίων οι 5 είναι μεμονωμένοι. Οι αιχμές και οι εξάρσεις τύπου ΙΙΙ βρέθηκε να σχετίζονται με την εκρηκτική φάση της σχετιζόμενης έκλαμψης. Η παρουσία αιχμών στα πόδια των εξάρσεων τύπου ΙΙΙ και οι ίδιας τάξης ρυθμοί ολίσθησης υποδεικνύουν ως διεγείρον αίτιο όμοιους πληθυσμούς ηλεκτρονίων, ενώ ομάδες αιχμών διπλής κατεύθυνσης δείχνουν πιθανόν μικρής κλίμακας μαγνητική επανασύνδεση.Εξάρσεις ενδιάμεσης ολίσθησης (νημάτια): Είναι είδος λεπτής υφής που εμφανίζεται μέσα σε εξάρσεις τύπου IV, με μικρό στιγμιαίο φασματικό εύρος, και ολίσθηση συχνότητας μεταξύ των εξάρσεων τύπου ΙΙΙ και ΙΙ. Θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν αλληλεπίδραση κυμάτων Langmuir με κύματα Alfven ή συρίζοντα κύματα σε βρόχους μετά την έναρξη της έκλαμψης. Η αξία τους ως διαγνωστικό εργαλείο του μαγνητικού πεδίου και των ιδιοτήτων του πλάσματος είναι ιδιαίτερα σημαντική. Από το σύνολο των δεδομένων, αναλύθηκαν 16 φαινόμενα τύπου IV τα οποία περιείχαν 43 εξάρσεις ενδιάμεσης ολίσθησης. Εξετάστηκαν χαρακτηριστικά όπως η ολίσθηση, η διάρκεια (ολική και στην κεντρική συχνότητα), το φασματικό εύρος (ολικό και στιγμιαίο) καθώς και ο ρυθμός επανάληψης στις ομάδες νηματίων. Επίσης ταξινομήθηκαν σύμφωνα με την μορφολογία τους στο δυναμικό φάσμα. Βρέθηκαν έξι κατηγορίες ανάλογα με την θέση και των αριθμό λωρίδων εκπομπής ή/και απορρόφησης. Επιπλέον παρατηρήθηκαν κάποιες ιδιαίτερες περιπτώσεις εξάρσεων ενδιάμεσης ολίσθησης όπως εξάρσεις ταχείας ολίσθησης, στενού εύρους, και τύπου σχοινιού. Τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν σε ένα μοντέλο, σύμφωνα με το οποίο προσπαθήσαμε να καθορίσουμε το είδος του διεγείροντος αιτίου στην φασματική περιοχή του SAO. Συγκρίναμε τις παρατηρήσεις με τις προβλέψεις ενός απλού μοντέλου διάδοσης συριζόντων κυμάτων κατά μήκος μιας δυναμικής γραμμής ενός στεμματικού βρόχου. Επίσης, από τα μετρημένα μεγέθη προέκυψαν εμπειρικές σχέσεις μεταξύ τους που επαληθεύουν κάποια αποτελέσματα από παλαιότερες εργασίες.