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太阳射电斑马纹的频率变化及其幂律谱

DOI：10.1051/0004-6361/201322547 期刊：Astronomy & Astrophysics 出版年份：2014 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 背景：太阳耀斑期间会观测到多种类型的射电爆发。其中IV型太阳射电爆发的精细条纹结构被称为"斑马纹"。分析这些结构可获取其射电源等离子体参数的重要信息。我们提出了一种新的斑马纹分析方法。 目的：通过计算斑马纹频率变化的功率谱，估算射电斑马源中等离子体密度变化的频谱特征。 方法：采用带/不带频率拟合两种方式确定斑马纹谱线频率变化及整个射电爆发的高频边界，运用傅里叶分析法处理这些频率变化的时间序列数据。 结果：首先计算了由多个斑马纹模式组成的整个射电爆发高频边界的变异频谱，该功率谱呈幂律分布（幂指数-1.65）。随后选取三个不同斑马纹模式中特征明显的三条斑马纹线，计算其频率变化的频谱，所得幂律指数介于-1.61至-1.75之间。最后基于"斑马纹线频率产生于上混合频率，且等离子体频率ωpe远高于电子回旋频率ωce"的假设，将这些傅里叶功率谱解释为射电斑马源中等离子体密度的频谱特征。
作者： M. Karlicky
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

计算太阳射电斑马纹频率变化的功率谱，以估算其射电源中等离子体密度变化的频谱。

研究成果

太阳射电斑马纹中频率变化的功率谱呈现幂律形式，其指数介于-1.61至-1.75之间，与整个爆发过程相似。这些被解释为电子等离子体密度变化的谱，表明斑马纹源中存在湍流等离子体。该方法提供了一种估算密度谱的途径，具有与原位测量数据进行对比的潜力，但尚需更多实例进行验证。

研究不足

斑马线通常较短且有时会中断，这限制了可用于分析的数据时长。该方法依赖于关于发射机制和等离子体条件的假设，而这些假设可能并不总是成立。

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