近期，通過(guò)新一代低頻射電成像干涉望遠(yuǎn)鏡LOFAR的高時(shí)空和頻譜分辨率的寬帶頻譜成像數(shù)據(jù)，首次定量揭示了日冕傳播效應(yīng)對(duì)太陽(yáng)射電觀測(cè)結(jié)果的影響。該項(xiàng)研究已發(fā)布在《自然-通訊》上。這是中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)明安圖觀測(cè)基地博士余思捷與英國(guó)格拉斯哥大學(xué)博士Edward Kontar等合作的成果。

射電III型爆發(fā)以及精細(xì)結(jié)構(gòu)頻譜

32.5MHz射電III型爆發(fā)源成像(紅：基頻輻射；藍(lán)：諧頻輻射)和極紫外成像(綠色)

太陽(yáng)劇烈爆發(fā)會(huì)產(chǎn)生大量高能電子，這些高能電子會(huì)與磁場(chǎng)、等離子體發(fā)生耦合作用在多個(gè)波段產(chǎn)生電磁輻射。在極紫外和X射線等波段，由于日冕背景等離子體密度稀薄，高能電子流僅能產(chǎn)生非常微弱的輻射信號(hào)，以致現(xiàn)有技術(shù)仍難以對(duì)其進(jìn)行有效探測(cè)。但在射電波段，高能電子可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射，即太陽(yáng)射電爆，很容易被射電望遠(yuǎn)鏡接收到。

因此，基于射電波段的太陽(yáng)觀測(cè)可以為診斷日冕物理特性以及日冕中電子加速和傳輸過(guò)程提供獨(dú)一無(wú)二的工具，為深入理解太陽(yáng)爆發(fā)過(guò)程提供關(guān)鍵信息。

射電波在日冕中的傳播常常伴隨著散射和折射效應(yīng)。如何定量解耦這些效應(yīng)對(duì)射電觀測(cè)結(jié)果的影響，還原射電輻射源區(qū)真實(shí)物理過(guò)程是長(zhǎng)久以來(lái)困擾射電天文學(xué)家的一個(gè)難題。LOFAR是具有高時(shí)空和高頻譜分辨率和寬帶頻譜成像能力的新一代低頻射電望遠(yuǎn)鏡，為解決這一難題創(chuàng)造了可能。

研究人員利用LOFAR對(duì)一個(gè)太陽(yáng)射電III型爆的成像觀測(cè)數(shù)據(jù)，定量分析了不同頻率射電圖像上源區(qū)大小和位置隨時(shí)間的演化，首次證明了日冕的散射效應(yīng)是影響射電源的視大小和視位置的主導(dǎo)因素，由于太陽(yáng)大氣對(duì)射電波的散射作用，射電源的視大小會(huì)隨時(shí)間迅速增大，導(dǎo)致其遠(yuǎn)大于射電源的真實(shí)空間尺寸。這一研究成果有利于更加準(zhǔn)確地理解高日冕甚至行星際空間等離子體對(duì)電磁波傳播的影響。