爆发性加速与太阳闪气电子的3D轨迹
太阳与恒星天体物理
2025-03-04 v1
摘要
在太阳闪气期间，电子因磁重联而被加速至非热能。这些电子随后从能量释放区沿磁场线向上和向下传播，产生射电和X射线辐射。2022年11月11日发生的一场M5.1级太阳闪气，由太空站上的光谱仪/望远镜用于X射线成像（STIX）观测，并配合多个地面和太空基站的射电仪器观测。该闪气伴随若干细节硬X射线（HXR）结构和复杂的基准射电脉冲（类型III、J型和窄带）。通过研究X射线、极端紫外线和射电源的演化，我们旨在研究闪气加速电子在下层大气和低 corona中的轨迹。我们利用太空站STIX观测研究X射线源的演化。借助南澳西牙射电日球仪（NRH）的射电成像和Newkirk密度模型，我们构建了14次射电脉冲的3D轨迹。HXR细节结构的成像显示多个不同时间的源。STIX和NRH成像显示，在最强冲击期间，HXR和射电源位置出现高度相关的变化。所有脉冲的成像和3D轨迹表明，电子在不同位置以及沿多个distinct场线上得到加速。轨迹的longitude和latitude范围分别约为30 arcsec和152 arcsec。我们发现产生HXR和射电辐射的电子具有相似的加速来源。重要的是，我们的研究支持闪气加速过程具有时空碎片化的场景，在每一小规模过程中，电子束被注入极其纤维化的环境中并产生复杂的HXR和射电辐射。
引用
@article{arxiv.2502.16307,
title = {Bursty acceleration and 3D trajectories of electrons in a solar flare},
author = {Shilpi Bhunia and Laura A. Hayes and Karl Ludwig Klein and Nicole Vilmer and Shane A. Maloney and Peter T. Gallagher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.16307},
year = {2025}
}