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    Primera observación de una ráfaga de radio solar de tipo II en transición utilizando LOFAR

    Figura 1 - Arriba a la izquierda:espectro dinámico de la ráfaga de tipo II en transición, donde la línea discontinua blanca indica el tiempo de transición aproximado. Cuatro líneas negras horizontales indican los momentos en los que se tomaron imágenes de las emisiones de Tipo II, que representa cada subbanda. Las cruces negras indican los momentos en los que se tomaron imágenes de las emisiones tipo II a la deriva, y la línea negra vertical representa los momentos en los que se tomaron imágenes de las emisiones de Tipo III. Abajo a la izquierda:una combinación de SDO / AIA, SOHO / LASCO / C2, e imágenes LOFAR que muestran la erupción del chorro bifurcado, los dos frentes CME, y la ubicación aparente de las emisiones de Tipo II (cruz verde). Arriba a la derecha:fuentes de tipo III con imágenes corregidas para los cambios inducidos por la dispersión y los errores asociados. Las anotaciones rojas ilustran las ubicaciones de emisión de diferentes frecuencias. Abajo a la derecha:ubicaciones aparentes de fuentes de Tipo II y errores asociados. El azul, naranja, verde, y los esquemas de color rosa ilustran las imágenes de frecuencia única a 43,9, 42,1, 37,5, y 36,2 MHz, respectivamente. Las fuentes tipo II a la deriva están representadas en gris. Crédito:Figura adaptada de Chrysaphi et al. (2020).

    Se cree que las ráfagas de radio solar de tipo II son excitadas por ondas de choque. A menudo están vinculados a choques provocados por eventos eruptivos solares como eyecciones de masa coronal (CME) y erupciones solares. y se caracterizan por una deriva lenta de las frecuencias altas a las bajas que se cree que reflejan la velocidad con la que el impacto se propaga lejos del sol. Las emisiones excitadas por choque que muestran muy poca o ninguna deriva de frecuencia se conocen como "ráfagas estacionarias de Tipo II" (por ejemplo, Aurass et al. 2002). Las explosiones estacionarias de Tipo II a veces se interpretan como descargas de terminación en erupciones solares (por ejemplo, Chen y col. 2019).

    Recientemente, Chrysaphi y col. (2020) han informado por primera vez de una ráfaga de Tipo II que cambia entre un estado estacionario y un estado a la deriva (ver Figura 1), y discutió los posibles mecanismos que conducen a la ráfaga de tipo II en transición.

    Las emisiones de radio presentadas en el estudio actual presentaron varios aspectos interesantes más allá del estado de transición de la ráfaga de Tipo II. Se observó división de bandas durante las emisiones estacionarias de Tipo II en dos ubicaciones diferentes pero simultáneas (ver Figura 1). También se identificaron intrigantes estructuras finas con tasas de deriva de frecuencia tanto negativa como positiva dentro de la ráfaga estacionaria de Tipo II. También se observó una ráfaga de Tipo III que cruzó las emisiones estacionarias de Tipo II.

    Usamos las capacidades de imágenes de LOFAR para examinar el comportamiento de las fuentes de Tipo II antes, durante y después de la transición de un estado estacionario a un estado a la deriva. Para este propósito, se obtuvieron imágenes de las fuentes de Tipo II a frecuencias que representan cada una de las cuatro subbandas (ver Figura 1). Se utilizó una sola frecuencia para cada subbanda con el fin de eliminar los efectos de los efectos de propagación dependientes de la frecuencia. como la dispersión (ver p. ej., Chrysaphi y col. 2018 y Kontar et al. 2019), y presentar el movimiento temporal puro de las fuentes a lo largo de la transición. Se identificó un salto en las ubicaciones de las fuentes de Tipo II en el momento de la transición de estados estacionarios a estados de deriva. Se obtuvieron imágenes de la ráfaga de Tipo III en varias frecuencias y en un solo momento en el tiempo. Las ubicaciones relativas de las fuentes fotografiadas a diferentes frecuencias se corrigieron para el desplazamiento inducido por la dispersión utilizando el método simple, método analítico derivado de Chrysaphi et al. (2018). Como se indica en la Figura 1, Hubo cambios abruptos en el camino trazado por las fuentes Tipo III. Estos cambios ocurrieron en frecuencias que coincidieron con las frecuencias de las subbandas de Tipo II.

    Figura 2 - Ilustración esquemática de los mecanismos que generan las emisiones de radio observadas. Crédito:Figura de Chrysaphi et al. (2020).

    Examinamos observaciones de múltiples longitudes de onda para identificar las actividades solares que estaban relacionadas espacial y temporalmente con las emisiones de radio. Se observó una erupción en chorro cerca del momento de las emisiones de radio. La aguja del chorro se bifurcó en dos componentes que se cree que impulsaron dos frentes CME (ver Figura 1). Descubrimos que uno de los componentes del chorro bifurcado producía un CME en forma de serpentina (Bemporad et al. 2005), que estaba vinculado a las emisiones de radio. Descrito por primera vez por Bemporad et al. (2005), Las CME serpentinas son una variedad de CME estrechas que se propagan a lo largo de una serpentina, inflarlo, pero dejándolo intacto.

    Los mecanismos que creemos que generaron las emisiones de radio observadas se presentan esquemáticamente en la Figura 2. La erupción del chorro da como resultado una CME en forma de serpentina que se propaga a lo largo de la serpentina ya existente. como se indica en la Figura 2 (a). A medida que el CME se acelera y forma un choque (curva verde), el choque interactúa con los campos magnéticos abiertos que forman la serpentina, causando que la serpentina experimente una expansión localizada cerca de los flancos del CME, pero aún no en su nariz (Figura 2 (b)). Las regiones del choque se detienen por la interacción con el transmisor, comportándose efectivamente como un shock permanente. Creemos que en esta etapa (Figura 2 (b)), tienen lugar tres acciones casi simultáneas:

    1. La compresión entre el amortiguador y la serpentina excita las emisiones estacionarias Tipo II (mostradas en rojo)
    2. La interacción entre la descarga y el transmisor hace que el transmisor vibre (flechas azules), excitar las estructuras finas de deriva de frecuencia negativa y positiva dentro de las emisiones estacionarias de Tipo II
    3. Un haz de electrones traza los campos magnéticos abiertos, confinando el transmisor expandido localmente, excitando una ráfaga de Tipo III (curva naranja), de los cuales las ubicaciones de las fuentes reflejan la inflación local del transmisor

    La etapa final (Figura 2 (c)) es cuando el CME obliga a la serpentina a sucumbir a su expansión, incluso alrededor de la nariz del CME, permitiendo la propagación suave de la CME a lo largo de la serpentina. Es en este momento que la región del choque que excita las emisiones de radio pasa de un choque permanente a un choque a la deriva, y la estructura de la serpentina que pulsaba abruptamente salta a una nueva, ubicación estable, provocando el salto en las fuentes de Tipo II observadas. La CME continúa expandiéndose a medida que se propaga lejos del sol y la compresión constante contra la serpentina excita las emisiones tipo II a la deriva (mostradas en rojo, Figura 2 (c)).


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