太阳II型射电暴的成像观测研究

The emission of type II radio bursts generally consists of two bands of slowly drifting narrow stripes separated by a factor of about 2 in frequency. It is believed that these two stripes are plasma emissions at the fundamental and harmonic frequencies excited by magnetohydrodynamic shocks driven by solar eruptions. Type II radio bursts with an ending frequency higher than a few tens of MHz are termed as metric (or coronal) type IIs. The metric type IIs are critical to space weather study because they occur in the region of 1.2-3 R⊙ from the solar center, a region critical to energy releases of solar eruption. For those type II bursts with high starting frequency (>300 MHz, fundamental band) are named as high-freuqncy type IIs, and for those type IIs consisting of two or more type II bands with different frequency drift and starting time are known as multiple type IIs. Since the discovery of metric type IIs bursts, their origin remains an open question of hot debate. The debate lies in two aspects, regarding whether the type II bursts are excited by coronal mass ejection-driven shock or flare-ignited shock, and whether the type II sources are at the shock nose or flank. In the proposal, we will investigate the origion of type II bursts by combining the observational imaging data of solar radio and EUV/white-light and the solar radio dynamic spectral data. We will focus on the high-frequency and multiple type II bursts and analyse their formation to shed light on the physical origin of type II bursts.

II型暴是太阳射电动态频谱图中缓慢漂移的信号，通常表现为两条频率之比~2的窄带辐射。二者对应于太阳爆发-激波-高能电子产生的等离子体辐射的基谐频。通常将终止频率在十几MHz上的II型暴称为米波(或日冕）II型暴，其辐射源自太阳爆发能量释放的关键区域(1.2-3 R⊙)；米波暴中起始频率高于300 MHz的，又被称为高频II型暴；而将在短时间(20分钟)内出现两支或以上的具不同频漂的II型暴，称为多支II型暴。米波II型暴的起源一直是个具有争议的问题，表现在两个方面，一是相关激波是由耀斑还是由CME驱动的，一是其辐射源位于激波前沿的位置(如侧翼还是鼻端)。本项目欲利用太阳射电和极紫外/白光波段的成像观测数据结合相应的射电动态频谱探究II型射电暴的起源。我们将聚焦于多支和高频II型射电暴，分析这两类II型射电暴的成因，争取在II型暴的起源问题上取得进展，为解决上述争议做出贡献。

本项目联合使用了太阳射电、白光、极紫外波段的成像观测数据，与太阳射电动态频谱，探究了米波II型射电暴的起源。主要关注了高频和多支米波II型暴，研究这两类II型暴的源区属性，辨析相关日冕激波的驱动机制，判断两类II型暴的源区与相关激波之间的位置关系。. 1、对高频段II型暴，我们研究了发生于2014年8月24日的一例II型暴，发现，在大于400 MHz频率上，辐射源区位于激波北侧；在小于327MHz频率区间，射电源区位于激波中部，II型暴源区随频率的降低发生了转移。AIA的观测数据显示，II型暴源区与CME驱动激波特征的传播和演化紧密相关，源区位置的转移发生在侧向EUV波特征减弱和中部EUV波特征增强的时间区间。. 该事件证实了，不同频率上的II型暴源区随频率变化发生了转移。这对于射电暴物理起源的认识和有关空间天气学应用具有重要的价值。一方面，这很可能反映了在激波演化过程中，不同区域电子加速能力的相对变化：在爆发初期，电子先是主要在激波侧翼得到加速，之后加速区域移动到激波顶部区域。另一方面，本文的观测结论意味着日冕中II型暴源区并非严格在激波面上相对固定的区域径向向外传播，这使得当前一些空间天气学模型中利用II型暴和某一日冕密度模型来推算激波速度的物理基础存在问题。. 2、对多支II型暴的研究，我们研究了2011年2月16日的爆发事件，发现该事件中的三支II型暴均与同一个EUV波相关。该EVU波是由CME爆发驱动的，伴随着一个M1.6级的耀斑和日珥爆发。利用NRH的成像结果，以及由多视角的EUV波观测数据重构得出的三维bow激波，我们计算出射电源的三维坐标。发现这三支II型暴均位于激波的西侧翼，其中的两个辐射源处于激波南部且位置较近；另外一个辐射源位于相距较远的激波的北侧。