国家天文台等首次定量揭示日冕传播效应对太阳射电观测的影响

近日，中国科学院国家天文台明安图观测基地博士余思捷与英国格拉斯哥大学博士Edward Kontar等合作，利用新一代低频射电成像干涉望远镜LOFAR的高时空和频谱分辨率的宽带频谱成像数据，首次定量揭示了日冕传播效应对太阳射电观测结果的影响。

太阳剧烈爆发会产生大量高能电子，这些高能电子会与磁场、等离子体发生耦合作用在多个波段产生电磁辐射。在极紫外和X射线等波段，由于日冕背景等离子体密度稀薄，高能电子流仅能产生非常微弱的辐射信号，以致现有技术仍难以对其进行有效探测。但在射电波段，高能电子可以产生强烈的电磁辐射，即太阳射电爆，很容易被射电望远镜接收到。因此，基于射电波段的太阳观测可以为诊断日冕物理特性以及日冕中电子加速和传输过程提供独一无二的工具，为深入理解太阳爆发过程提供关键信息。

射电波在日冕中的传播常常伴随着散射和折射效应。如何定量解耦这些效应对射电观测结果的影响，还原射电辐射源区真实物理过程是长久以来困扰射电天文学家的一个难题。LOFAR是具有高时空和高频谱分辨率和宽带频谱成像能力的新一代低频射电望远镜，为解决这一难题创造了可能。研究人员利用LOFAR对一个太阳射电III型爆的成像观测数据，定量分析了不同频率射电图像上源区大小和位置随时间的演化，首次证明了日冕的散射效应是影响射电源的视大小和视位置的主导因素，由于太阳大气对射电波的散射作用，射电源的视大小会随时间迅速增大，导致其远大于射电源的真实空间尺寸。这一研究成果有利于更加准确地理解高日冕甚至行星际空间等离子体对电磁波传播的影响。

相关研究成果发表在《自然-通讯》上。

射电III型爆发以及精细结构频谱

　　32.5MHz射电III型爆发源成像（红：基频辐射；蓝：谐频辐射）和极紫外成像（绿色）