太阳耀斑中光学厚微波平谱对源尺度与形态学的启示

本研究旨在考察太阳耀斑中低频、光学厚回旋同步微波辐射的频谱动态，以确定辐射源的特征。我们呈现了一组由 Expanded Owens Valley Solar Array（EOVSA）在其调试阶段观测到的微波爆发的甚高分辨率频谱，频率范围为 $2.5-18$ GHz，时间分辨率为 $1$ 秒。在本文分析的 12 个事件中，九个爆发的光学厚谱指数 $\alpha_l$（源形态学指标）随时间直接下降。特别地，五个爆发显示出相比均匀/同质源预期值（$\alpha_l\approx2.9$）更“平”的谱（$\alpha_l\leq1.0$）。这些低频（<$10$ GHz）平谱可定义为来自具有大尺度和/或具有多辐射分量的空间非均匀源的辐射。在具有部分互相关数据的六个事件的子集中，两个具平谱的事件在 $2.6-3$ GHz 均显示约 $\sim120$ arcsec 的源尺度。基于非均匀性的建模支持如下结论：仅多个离散源可重现平谱。我们报道这些平谱主要出现在衰减相，且在多数爆发中随时间趋于更平，表明随着耀斑演化辐射体体积的非均匀性与复杂性增加。这种充满俘获高能粒子的巨大耀斑辐射体积在其他波长（如硬X射线）常不可见，推测是由于这些低环境密度与磁场强度区域的碰撞less条件所致。