近期，通過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)對太陽射電觀測結(jié)果的影響。該項(xiàng)研究已發(fā)布在《自然-通訊》上。這是中國科學(xué)院國家天文臺明安圖觀測基地博士余思捷與英國格拉斯哥大學(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)

太陽劇烈爆發(fā)會產(chǎn)生大量高能電子，這些高能電子會與磁場、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，以致現(xiàn)有技術(shù)仍難以對其進(jìn)行有效探測。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觀測可以為診斷日冕物理特性以及日冕中電子加速和傳輸過程提供獨(dú)一無二的工具，為深入理解太陽爆發(fā)過程提供關(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)對射電觀測結(jié)果的影響，還原射電輻射源區(qū)真實(shí)物理過程是長久以來困擾射電天文學(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對一個(gè)太陽射電III型爆的成像觀測數(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，由于太陽大氣對射電波的散射作用，射電源的視大小會隨時(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電磁波傳播的影響。