Figure 1 – Le spectre dynamique de la rafale radio de type III et la position de la source de son bord avant, le sommet, et le bord de la queue. Le rouge, vert, et les couleurs noires représentent le bord avant, le sommet, et le bord arrière de la rafale, respectivement. Crédit :Zhang et al ApJ (2019)
Les sursauts radio solaires de type III sont générés par des faisceaux d'électrons non thermiques se propageant à travers la couronne solaire et l'espace interplanétaire. Dans les spectres dynamiques, le flux des sursauts radio solaires de type III a un profil temporel de phases de montée et de décroissance à une fréquence donnée, qui a été activement étudiée depuis les années 1970.
Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la durée observée d'un sursaut radio de type III :(1) La dispersion de la vitesse de l'excitateur du faisceau d'électrons; (2) La fluctuation de la densité électronique de fond; (3) L'effet de propagation dû à la diffusion et à la réfraction des ondes; (4) Le processus d'émission intrinsèque de l'onde radio. Cependant, lequel est le facteur dominant est encore une question ouverte.
Le réseau LOw-Frequency (LOFAR) est un réseau d'antennes radio avancé capable de produire simultanément des spectres dynamiques et des images radio avec une haute résolution. La figure 1(a) montre le spectre dynamique d'un sursaut radio de type III observé par LOFAR à 11h51 TU le 6 mai 2015. Il s'agit d'un seul, éclatement clair d'une durée d'environ trois secondes et est associé à une petite poussée des membres.
Avec le mode de formation de faisceau LOFAR, les chercheurs peuvent obtenir la position de la source à différents moments et canaux de fréquence dans la rafale radio de type III. Les positions de la source centroïde du bord avant, le sommet, et le bord de queue dans le spectre dynamique sont représentés sur la figure 1(b). Il a été constaté que les positions source du bord avant, le pic et le bord arrière se séparent spatialement. Cela peut indiquer qu'ils sont générés par des faisceaux d'électrons se déplaçant dans différents tubes de flux magnétique de la couronne. La vitesse radiale des électrons excitant le bord avant, le sommet, et le bord de queue est de 0,42 c, 0,25 c, et 0,16c, respectivement.
La contribution de la différence de vitesse des électrons à la durée observée peut être estimée par relevé statistique du temps d'arrivée des sources à une hauteur donnée. Le niveau de fluctuation de la densité coronale à une hauteur donnée peut être mesuré par un relevé statistique de la distribution de fréquence des ondes des sources observées à la même hauteur, de sorte que la contribution de la fluctuation de la densité de la couronne à la durée peut être estimée. Et heureusement, l'effet de propagation des ondes peut être évalué par comparaison avec quelques sursauts à plus court terme de la même région, qui a eu lieu à peu près 50 secondes avant l'éclatement de type III.
L'analyse montre que dans la gamme de fréquences de 30 à 41 MHz, la dispersion de la vitesse des électrons est le facteur dominant qui détermine la durée des sursauts radio de type III de longue durée, tandis que la diffusion peut jouer un rôle important dans la durée des courtes rafales.