Mikrowellenbildgebung von quasi-periodischen Pulsationen bei Flare Current Sheet

Quasi-periodische Pulsationen (QPPs; auch bekannt als quasi-periodische Oszillationen, dh QPOs) sind elektromagnetische Emissionsphänomene, die sich quasi-periodisch mit der Zeit ändern. Sie treten in transienten Himmelsereignissen mit unterschiedlichen zeitlichen/räumlichen Skalen auf, wie z. B. Sterneruptionen, Gammastrahlenausbrüche und schnelle Funkausbrüche.

Die Sonne, ein gewöhnlicher Stern, der uns am nächsten ist, ist ein Ort, an dem häufig Fackeln mit QPPs auftreten. Im Standard-Flare-Modell spielt die magnetische Wiederverbindung eine wichtige Rolle bei der Freisetzung von Energie aus dem koronalen Magnetfeld, dem Ausstoß von Plasmoid und der Beschleunigung von Elektronen. Nach dem Austritt aus dem Wiederverbindungsbereich induzieren diese energetischen Elektronen, die sich entlang Magnetfeldlinien ausbreiten, Mikrowellenemissionen durch einen Gyrosynchrotron-Mechanismus. Somit ist die zeitliche Variation der Mikrowellenemissionen eng mit dem Vorgang der Elektronenbeschleunigung verbunden. Sobald die magnetische Wiederverbindung quasi-periodisch erfolgt, wird die Elektronenbeschleunigung ebenfalls quasi-periodisch sein und QPPs werden erzeugt.

In dem kürzlich veröffentlichten Artikel in Naturkommunikationbeschreiben Youankun Kou und Kollegen die neue bildgebende Beobachtung von Mikrowellen-QPPs in der Flare-Current-Sheet-Region zum ersten Mal unter Verwendung des Mikrowellen-Radioheliographen Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) mit der hochmodernen Fähigkeit zur spektralen Bildgebung.

Es hat sich herausgestellt, dass die Mikrowellenquellen am Stromblech viel schwächer sind als die an den sich aufweitenden Schleifen und daher dazu neigen, von Hintergrundrauschen überwältigt zu werden. Dank des hohen Dynamikbereichs und der Fähigkeit zur spektralen Bildgebung von EOVSA fanden die Autoren heraus, dass zeitliche Schwankungen der Helligkeit, Temperaturen und Spektralindizes (kleinere Spektralindizes, dh härtere Spektren, entsprechend höherer nicht-thermischer Qualität) all dieser Quellen keine Rolle spielen oder schwach, ähnliche Quasi-Periodizitäten aufweisen. Darüber hinaus bestätigt eine 2,5-dimensionale MHD-Simulation weiter, dass magnetische Inseln, die in der Stromschicht erzeugt werden, die magnetische Wiederverbindung in eine quasi-periodische Form modulieren.

All diese Ergebnisse unterstützen stark das Szenario, dass quasi-periodische magnetische Wiederverbindung in der Stromschicht Elektronen quasi-periodisch beschleunigt und dann QPPs erzeugt.