Figura 1 – In alto a sinistra:spettro dinamico del burst di tipo II in transizione, dove la linea tratteggiata bianca indica il tempo di transizione approssimativo. Quattro linee nere orizzontali indicano i momenti in cui sono state riprese le emissioni di tipo II, che rappresenta ciascuna sottobanda. Le croci nere indicano i momenti in cui sono state riprese le emissioni di tipo II alla deriva, e la linea nera verticale rappresenta i momenti in cui sono state riprese le emissioni di Tipo III. In basso a sinistra:una combinazione di SDO/AIA, SOHO/LASCO/C2, e immagini LOFAR che mostrano l'eruzione del getto biforcato, i due fronti ECM, e l'ubicazione apparente delle emissioni di tipo II (croce verde). In alto a destra:sorgenti di tipo III con immagini corrette per gli spostamenti indotti dalla dispersione e gli errori associati. Le annotazioni rosse illustrano le posizioni di emissione di diverse frequenze. In basso a destra:posizioni apparenti delle sorgenti di tipo II ed errori associati. Il blu, arancia, verde, e gli schemi di colore rosa illustrano le immagini a frequenza singola a 43,9, 42.1, 37,5, e 36,2 MHz, rispettivamente. Le sorgenti alla deriva di Tipo II sono rappresentate in grigio. Credito:Figura adattata da Chrysaphi et al. (2020).
Si ritiene che i lampi radio solari di tipo II siano eccitati dalle onde d'urto. Sono spesso collegati a shock provocati da eventi eruttivi solari come espulsioni di massa coronale (CME) e brillamenti solari, e sono caratterizzati da una lenta deriva dalle alte alle basse frequenze pensate per riflettere la velocità con cui lo shock si propaga lontano dal sole. Le emissioni eccitate da shock che mostrano una deriva di frequenza minima o nulla sono note come "burst stazionario di tipo II" (ad es. Aurass et al. 2002). I burst stazionari di tipo II sono talvolta interpretati come shock di terminazione nei brillamenti solari (ad es. Chen et al. 2019).
Recentemente, Crisaphi et al. (2020) hanno riportato per la prima volta un burst di tipo II che passa da uno stato stazionario a uno alla deriva (vedi Figura 1), e discusso i possibili meccanismi che portano alla transizione di tipo II burst.
Le emissioni radio presentate nel presente studio hanno presentato diversi aspetti interessanti al di là dello stato di transizione del burst di tipo II. La divisione della banda è stata osservata durante le emissioni stazionarie di tipo II in due posizioni diverse ma simultanee (vedi Figura 1). All'interno del burst stazionario di tipo II sono state identificate anche interessanti strutture fini con tassi di deriva a frequenza negativa e positiva. È stata anche osservata una raffica di tipo III che ha intersecato le emissioni stazionarie di tipo II.
Abbiamo usato le capacità di imaging di LOFAR per esaminare il comportamento delle sorgenti di tipo II prima, durante e dopo il passaggio da uno stato stazionario a uno alla deriva. Per questo scopo, le sorgenti di Tipo II sono state riprese a frequenze che rappresentano ciascuna delle quattro sottobande (vedi Figura 1). È stata utilizzata un'unica frequenza per ogni sottobanda al fine di eliminare gli effetti degli effetti di propagazione dipendenti dalla frequenza, come la dispersione (vedi ad es. Crisafi et al. 2018 e Kontar et al. 2019), e presentare il puro moto temporale delle sorgenti durante la transizione. Un salto nelle posizioni delle sorgenti di Tipo II è stato identificato al momento della transizione da stati stazionari a stati alla deriva. Il burst di tipo III è stato ripreso su diverse frequenze e in un singolo momento. Le posizioni relative delle sorgenti riprese a diverse frequenze sono state corrette per lo spostamento indotto dallo scattering utilizzando il semplice, metodo analitico derivato da Chrysaphi et al. (2018). Come indicato nella Figura 1, ci sono stati bruschi cambiamenti nel percorso tracciato dalle fonti di tipo III. Questi spostamenti si sono verificati a frequenze che coincidevano con le frequenze delle sottobande di tipo II.
Figura 2 – Illustrazione schematica dei meccanismi che generano le emissioni radio osservate. Credito:Figura da Chrysaphi et al. (2020).
Abbiamo esaminato osservazioni a più lunghezze d'onda per identificare le attività solari che erano spazialmente e temporalmente correlate alle emissioni radio. Un'eruzione a getto è stata osservata vicino al momento delle emissioni radio. La guglia del getto si è biforcata in due componenti che si ritiene abbiano guidato due fronti CME (vedi Figura 1). Abbiamo scoperto che uno dei componenti del getto biforcati produceva una CME a sbuffo di stelle filanti (Bemporad et al. 2005), che era legato alle emissioni radio. Descritto per la prima volta da Bemporad et al. (2005), le CME streamer-puff sono una varietà di CME strette che si propagano lungo uno streamer, gonfiandolo, ma lasciandolo intatto.
I meccanismi che riteniamo abbiano generato le emissioni radio osservate sono presentati schematicamente nella Figura 2. L'eruzione del getto si traduce in un CME streamer-puff che si propaga lungo lo streamer già esistente, come indicato nella Figura 2 (a). Mentre il CME accelera e forma uno shock (curva verde), lo shock interagisce con i campi magnetici aperti che formano lo streamer, facendo sì che lo streamer subisca un'espansione localizzata in prossimità dei fianchi del CME, ma non ancora al suo naso (Figura 2 (b)). Le regioni dello shock sono fermate dall'interazione con lo streamer, comportandosi efficacemente come uno shock permanente. Riteniamo che in questa fase (Figura 2 (b)), avvengono tre azioni quasi simultanee:
La fase finale (Figura 2 (c)) è quando il CME costringe lo streamer a soccombere alla sua espansione, anche intorno al naso del CME, consentendo la propagazione regolare del CME lungo lo streamer. È in questo momento che la regione dello shock che eccita le emissioni radio passa da uno shock in piedi a uno alla deriva, e la struttura dello streamer che stava pulsando salta bruscamente a una nuova, posizione stabile, causando il salto nelle sorgenti di tipo II osservate. Il CME continua ad espandersi mentre si propaga lontano dal sole e la costante compressione contro lo streamer eccita le emissioni di tipo II alla deriva (mostrate in rosso, Figura 2 (c)).
