Распространение радиоизлучения всплесков III типа в солнечной короне. 1. Временной профиль

Abstract

Исследуется распространение электромагнитных волн в плазме солнечной короны от точки генерации к наблюдателю на основании общепринятой плазменной теории генерации всплесков III типа. Особое внимание уделено возрастанию групповой скорости электромагнитных волн при изменении плотности плазмы по мере удаления от Солнца. Получено аналитическое выражение для групповой скорости волны как функции координаты точки генерации и расстояния от точки генерации. На его основании получено групповое запаздывание для двух моделей короны. Благодаря учету пространственного размера пучка электронов получен профиль электромагнитного излучения. Рассмотрен пучок электронов, имеющий тонкую структуру. Показано, что профиль излучения от такого пучка похож на наблюдаемый профиль всплесков III типа с тонкой структурой. Рассмотрен также сферический пучок с монотонно увеличивающимся радиусом, получены динамический спектр и длительность всплесков III типа в широкой полосе частот.

Досліджується поширення електромагнітних хвиль у плазмі сонячної корони від точки генерації до спостерігача на підставі загальноприйнятої плазмової теорії генерації сплесків III типу. Особливу увагу приділено зростанню групової швидкості електромагнітних хвиль зі зміною щільності плазми з відстанню від Сонця. Отримано аналі- тичний вираз для групової швидкості хвилі як функції координати точки генерації і відстані від точки генерації. На його підставі отримано групове запізнення для двох моделей корони. Завдяки обліку просторового розміру пучка електронів отримано профіль електромагнітного випромінювання. Розглянуто пучок електронів, що має тонку структуру. Показано, що профіль випромінювання від такого пучка схожий на спостережуваний профіль сплесків III типу з тонкою структурою. Розглянуто також сферичний пучок з монотонно зростаючим радіусом, отримані динамічний спектр і тривалість сплесків III типу в широкій смузі частот.

Propagation of electromagnetic (EM) waves in the solar corona plasma from the generation point to the observer is investigated using the generally accepted plasma generation theory of the type III bursts. In particular we focus on the growth of the EM wave group velocity with the change of plasma density with distance from the Sun. An analytical expression for the group velocity of EM waves is obtained as a function of coordinates of the generation point and the distance from this latter. Group delays based on the analytic group velocity are calculated for two models of the corona. Taking into account spatial size of the electron beam yielded the EM radiation profile. We also consider the electron beams with fine structure and show that the EM radiation profile from such a beam is similar to the observed profiles of the type III bursts with fine structure. Finally, a spherical beam with monotonically increasing radius is considered, the dynamic spectrum and the type III bursts duration obtained over a wide frequency range.

Авторы выражают благодарность за участие в обсуждении работы Х. Рукеру и Т. Закарашвили. Работа была выполнена частично в рамках проекта FP7 SOLSPANET