太陽射電爆發(fā)是在太陽大氣湍流介質(zhì)中產(chǎn)生的，其觀察到的性質(zhì)(源位置、大小、時間剖面、極化等)，受到從發(fā)射器到觀察者無線電波傳播的顯著影響，無線電波在隨機密度不規(guī)則上的散射，長期以來一直被認為是解釋射電源大小的重要過程，位置，方向性以及強度-時間曲線等。

雖然已經(jīng)開發(fā)了許多蒙特卡羅模擬來描述無線電波散射（主要針對各向同性密度起伏），但并非所有人都同意，新研究通過擴展和改進前面的描述來解決這一重要問題。

在最新研究中，研究人員回顧了用于求解Langevin方程的數(shù)值蒙特卡羅技術，模擬源大小和時間剖面。各向同性散射與太陽射電源大小和時間剖面的觀測不一致。因此構建了一個新的模型，能定量分析無線電波在包含軸對稱，但各向異性散射分量介質(zhì)中的傳播。推導了各向異性散射情況下Langevin方程的顯式表達式。假設光子以不同角度傳播到觀察者的視線(LOS)(見圖2)，研究從射線跟蹤模擬獲得的源的屬性(見圖1)。

研究發(fā)現(xiàn)，沿x方向的FWHM源大小隨著與LOS的角度增加而減小，而y方向上的FWHM源大小變化很小。有趣的是，盡管無線電波散射效應導致源尺寸較大，但方向性主要在徑向；這一結果不同于早期的結果，即由于散射而產(chǎn)生的各向同性方向性(發(fā)射模式)。將來自數(shù)值蒙特卡羅模擬的源大小和時間剖面測量結果，與寬頻率范圍(0.02-500 MHz)上的源大小和衰減時間觀測進行了比較。研究人員發(fā)現(xiàn)，只有在考慮各向異性的情況下才能匹配觀測的源大小和衰減時間，而當忽略時，一次只能匹配兩個屬性中的一個。

這項研究主要結果來自于將模擬與組合成像和時延觀測作為頻率的函數(shù)進行比較。這種比較使科學家們得出結論，在很大的頻率范圍內(nèi)，對III型太陽射電爆發(fā)大小和持續(xù)時間的觀測需要太陽和地球之間整個日光層中的各向異性散射，各向異性因子為0.3，密度波動主要垂直于徑向。同時，關于密度波動水平的結論也依賴于，因此需要了解外部密度尺度。所開發(fā)的數(shù)值模型表明，對于發(fā)射等離子體無線電發(fā)射所有類型的射電爆發(fā)，各向異性密度漲落（平行方向上的較低功率）需要同時考慮源尺寸和衰減時間。

博科園｜研究/來自：歐洲太陽射電天文學家協(xié)會

參考期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab40bb

博科園｜科學、科技、科研、科普