研究目的
研究太阳日冕中III型电子束源的空间扩展及其速度。
研究成果
该研究揭示了日冕中电子束的动力学特性、它们与朗缪尔波的相互作用以及由此产生的III型射电暴。这些发现可通过即将由太阳轨道器和帕克太阳探测器进行的原位电子束测量进行验证。
研究不足
模拟并未考虑电子传播过程中影响其的所有物理过程，例如湍流背景电子密度、光从源到观测者的散射以及磁场涨落导致的电子俯仰角散射。
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日冕中III型电子束源的空间扩展与速度
DOI：10.3847/1538-4357/aae5d4
期刊：The Astrophysical Journal
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
作为空间天气的组成部分，电子束在太阳大气中常规加速并传播于行星际空间。这些电子束与朗缪尔波相互作用产生III型射电暴。它们沿轨迹扩散，通过动力学模拟，我们探究了电子远离太阳传播时的扩散过程。具体而言，我们根据基频III型辐射推导的射电亮温度，研究了电子束在空间中的前缘、峰值区与后缘。电子束前缘运动速度介于0.2c至0.7c之间，显著快于运动速度为0.12c至0.35c的后缘。前后缘的速度差导致电子束随时间拉长，其拉长速率与峰值速度的相关系数达0.98，与III型观测预测相符。推算的电子束初始速度在加速区附近先增大，随后在日冕中递减。较高的初始密度与较硬的初始能谱指数会产生更持久且更高速的III型辐射源。高速电子束具有更高的束流能量密度，产生的III型辐射具有更高的峰值亮温度和更短的半高全宽持续时间。较高的背景等离子体温度也会提升速度，尤其对电子束后缘影响显著。我们展示了电子束演化预测如何影响III型辐射的带宽与漂移率。即将开展的太阳轨道器和帕克太阳探测器原位电子束测量，可验证我们对电子束径向速度与扩散的预测。
作者：
Hamish A. S. Reid，Eduard P. Kontar
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