p Simulações de uma fonte afetada por efeitos de propagação de ondas de rádio à medida que viaja em diferentes ângulos para a linha de visão do observador. A esquerda, meio, e os painéis da direita ilustram a aparência de uma fonte propagando-se em ângulos θ =0o, 10o, 30o, respectivamente, para a linha de visão do observador. As fotos (pontos azuis claros) são emitidas de uma fonte pontual (cruz vermelha) a 32 MHz (1.75R⊙, indicado pelo cinza, linha tracejada) e se propagam através de um meio com um nível de turbulência ϵ =0,8 e anisotropia α =0,3. A posição aparente e o tamanho FWHM da fonte, em relação ao Sol (círculo laranja), são indicados em uma cruz e um círculo azul escuro, respectivamente. Crédito:Figura adaptada de Kontar et al. (2019).
p A emissão de rádio solar é produzida no meio turbulento da atmosfera solar, e suas propriedades observadas (posição da fonte, Tamanho, perfil de tempo, polarização, etc.) são significativamente afetados pela propagação das ondas de rádio do emissor para o observador. A dispersão de ondas de rádio em irregularidades de densidade aleatórias tem sido reconhecida há muito tempo como um processo importante para a interpretação de tamanhos de fonte de rádio (por exemplo, Steinberg et al. 1971), posições (por exemplo, Fokker 1965; Stewart 1972), diretividade (por exemplo, Thejappa et al. 2007; Bonnin et al. 2008; Reiner et al. 2009), e perfis de intensidade-tempo (por exemplo, Krupar et al. 2018, Bian et al. 2019). Embora várias simulações de Monte Carlo tenham sido desenvolvidas para descrever o espalhamento de ondas de rádio (principalmente para flutuações de densidade isotrópica), nem todos concordam. O presente trabalho aborda essa questão importante, estendendo e melhorando as descrições anteriores. p Em um artigo recente, os pesquisadores revisaram a técnica numérica de Monte Carlo usada para resolver as equações de Langevin modelando tamanhos de fonte e perfis de tempo. O espalhamento isotrópico é inconsistente com observações de tamanhos de fonte de rádio solar e perfis de tempo. Portanto, os pesquisadores construíram um novo modelo que permite a análise quantitativa da propagação de ondas de rádio em um meio que contém uma simetria axial, mas anisotrópico, componente de espalhamento. Expressões explícitas para as equações de Langevin no caso de espalhamento anisotrópico foram derivadas e apresentadas na seção 3.2 de Kontar et al. (2019).
p As propriedades das fontes, conforme obtido a partir das simulações de traçado de raio (ver Figura 1), foram estudados assumindo que os fótons se propagaram em diferentes ângulos para a linha de visão (LOS) do observador (ver Figura 2). Os pesquisadores descobriram que o tamanho da fonte FWHM ao longo da direção x diminui com o aumento do ângulo do LOS, enquanto o tamanho da fonte FWHM na direção y muda apenas ligeiramente. Interessantemente, embora os efeitos de espalhamento de ondas de rádio levem a grandes tamanhos de fonte, a diretividade é predominantemente na direção radial; um resultado que difere dos primeiros resultados sugerindo diretividade isotrópica (padrão de emissão) devido ao espalhamento.
p Uma animação que mostra como os fótons de uma fonte pontual de rádio emitindo a 32 MHz são afetados pelos efeitos de propagação das ondas de rádio à medida que viajam para a heliosfera (onde α =0,3 e ϵ =0,8). O painel esquerdo ilustra a forma como a fonte aparecerá se se propagar diretamente para o observador, enquanto o painel direito indica como a fonte aparecerá se se propagar perpendicularmente à linha de visão do observador. Crédito:Figura adaptada de Kontar et al. (2019).
p As medições do tamanho da fonte e do perfil de tempo das simulações numéricas de Monte Carlo foram comparadas às observações dos tamanhos da fonte e tempos de decaimento em uma ampla faixa de frequências (0,02-500 MHz). Os pesquisadores descobriram que tanto o tamanho da fonte quanto o tempo de decaimento das observações podem ser combinados apenas se a anisotropia for levada em consideração, enquanto quando ignorado, apenas uma das duas propriedades pode ser correspondida de cada vez.
p O principal resultado deste trabalho vem da comparação das simulações com as imagens combinadas e observações de retardo em função da frequência. Tal comparação nos leva à conclusão de que as observações de tamanhos e durações de rajadas de rádio solar Tipo III, em uma ampla faixa de frequências, requerem espalhamento anisotrópico em toda a heliosfera entre o Sol e a Terra, com um fator de anisotropia 0,3 e com as flutuações de densidade predominantemente perpendiculares à direção radial. Ao mesmo tempo, conclusões sobre o nível de flutuações de densidade também dependem de, e assim requerem conhecimento de, as escalas de densidade externas. O modelo numérico desenvolvido sugere que as flutuações de densidade anisotrópica (menor potência na direção paralela) são necessárias para contabilizar os tamanhos da fonte e os tempos de decaimento simultaneamente, para todos os tipos de rajadas de rádio que emitem emissão de rádio de plasma.
