Estudo em microondas do aprisionamento e precipitação de elétrons em explosões solares

• Main Author: Antonio Carlos Rosal
• Other Authors: Joaquim Eduardo Rezende Costa
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2003
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/11.07.13.14

Esta dissertação de mestrado teve por objetivo obter informações via emissão em microondas do comportamento dos elétrons em relação ao aprisionamento e a precipitação destes na atmosfera solar. Nosso estudo restringe-se à análise da evolução da distribuição dos elétrons após terem sido injetados em uma explosão solar. Para isso, utilizamos o banco de dados do Nobeyama Radio Observatory (NRO), com aproximadamente 100 eventos ocorridos entre 1998 e 2000 que foram observados em sete freqüências (1, 2, 3,8, 9,4, 17, 35 e 80 GHz). Utilizando uma configuração simplificada de arco (linhas de força de um dipolo magnético), que de fato representa uma configuração ?efetiva? para a geometria real, os modelos de explosão solar apresentam características de dois grupos distintos de partículas: as aprisionadas próximas ao topo do arco e aquelas em precipitação junto aos pés do arco magnético. Como a variação do número destas partículas apresentam escalas temporais distintas, as densidades de fluxo puderam ser separadas e seus respectivos espectros girossincrotrônicos analisados. Como resultado desta análise obtivemos o índice espectral dos elétrons: topo ~3,4, pés ~3,8; intensidade do campo magnético: topo ~480G, pés ~860G; ângulo do cone de perdas ~48o e a fração de partículas em precipitação em relação àquelas aprisionadas de ~33%. Estes valores indicam que as características em microondas das explosões solares são consistentes com a hipótese de um processo de fraca difusão do ângulo de passo dos elétrons em colisões Coulombianas. Analisamos também, através do alargamento espectral destas estruturas temporais, a anisotropia espacial do campo magnético existente em alguns eventos. Os resultados sugerem uma maior anisotropia do campo nos pés, porém neste tema nossa análise ficou bastante limitada, pois não contamos com uma resolução espacial que permitisse avaliar em detalhes a emissão dentro do arco magnético. === We have studied the process of particle number density evolution during solar flares from the microwave emission point of view. In order to do this, we have used the database of Nobeyama Radio Observatory (NRO), with approximately 100 events that occurred between 1998 and 2000 that were observed in seven frequencies (1, 2, 3.8, 9.4, 17, 35, and 80 GHz), in two polarization modes. Since the trap-plus-precipitation models of solar bursts present different characteristic time scales for both particle populations, we have made the separation of the observed emissions by filtering the total fluxes. We have used a simplified magnetic field configuration (dipolar magnetic field) as an ?effective? configuration for the real geometry of the trap-plus-precipitation model. Thus, we analyzed their respective gyrosynchrotron spectra and obtained typical parameters, such as the spectral index of the electrons: loop-top ~3.4, footpoints ~3.8; intensity of the magnetic field: loop-top ~480G, footpoints ~860G; loss cone angle ~48o and the fraction of particles in precipitation in relation to the total number of ~33%. These values indicate that the microwave signatures of the solar burst are consistent with the hypothesis of weak pitch angle diffusion with Coulomb collisions. We also analyzed through the spectral broadening of these bursts, the spatial anisotropy of the existent magnetic field. The result of this work suggests that the magnetic field presents higher anisotropy at the loop footpoints than the loop-top and higher spatial resolution is necessary to better understand the magnetic field anisotropy.