Análise de explosões solares em 45 e 90 GHz observadas por POEMAS com medidas de polarização
Abstract
Solar flares are characterized by a sudden release of energy, of magnetic
origin, that accelerates particles producing emission throughout the entire electromagnetic
spectrum and plasma heating. It is believed that a fraction of these
accelerated particles are injected into bipolar magnetic fields. Radiation from these
events at radio wavelengths is due to the acceleration of the energetic particles that
spiral around magnetic loops. Thus masurements of right and left circularly polarized
brightness temperature of three flares at the frequencies of 45 and 90 GHz
yield degrees of circular polarization that reached 5 to 40 % and were opposites at
45 and 90 GHz, always being reversed for the events. The interpretation of these
results may be associated with the asymmetry of the field strength of magnetic loop
legs. The objective of this work is to study the magnetic field configuration and energy
distribution of accelerated particles in solar flares. For the study of these solar
flares, we use the observations of the telescopes POEMAS (POlarization Emission
of Millimeter Solar Activity), that monitor the Sun at 45 and 90 GHz with circular
polarization. Observations in radio were complemented with microwaves, using data
from the Radio Solar Telescope Network (RSTN) at 1-15 GHz, and high frequency
emission, at 212 and 405 GHz, observed by the Solar Submillimeter Telescope (SST).
X-ray data were obtained from FERMI and RHESSI telescopes; and the Solar Dynamics
Observatory (SDO) provided images at 171 Å and magnetograms of the
active regions. To study the interaction between the particles and magnetic field
we applied the model developed by Simões (2009). Numerical simulations were performed
and produced sources at 45 and 90 GHz in a three dimensional magnetic
loop with maximum intensity in opposite polarities of a dipole loop. The simulations
also reproduced the degree of polarization and radio spectra observed in each
event. Thus, by means of the simulations, we obtained the location of 45 and 90
GHz sources with predominant intensities in opposite magnetic polarities and with
reversed degree of polarization.
Summary
A explosão solar é caracterizada por uma súbita liberação de energia, de origem
magnética, a qual acelera as partículas produzindo emissão em todo o espectro
eletromagnético e promovendo o aquecimento do plasma. Acredita-se que uma fração
destas partículas não térmicas aceleradas são injetadas em campos magnéticos
bipolares. A emissão de radiação proveniente dos eventos na faixa rádio é devida à
aceleração das partículas energéticas associada ao movimento em espiral que fazem
em torno dos arcos magnéticos. Medidas de temperatura de brilho circularmente
polarizada à direita e à esquerda em três explosões solares nas frequências de 45
e 90 GHz apresentaram graus de polarização circular que alcançaram de 5 a 40
% e opostos em 45 e 90 GHz, sempre sendo invertidos para os eventos estudados.
Uma interpretação desses resultados pode estar associada com a assimetria de intensidade
do campo nos pés do arco magnético. O objetivo do trabalho é estudar a
configuração do campo magnético e a distribuição de energia das partículas aceleradas
em explosões solares na faixa rádio. Para o estudo das explosões, utilizamos
as observações do sistema de telescópios POEMAS (POlarização da Emissão Milimétrica
da Atividade Solar), que monitora o Sol em 45 e 90 GHz com medidas
de polarização. As observações em rádio foram complementadas em micro-ondas,
utilizando os dados da Rede de Radio Telescópios Solares (RSTN), de 1 a 15 GHz, e
em altas frequências (212 e 405 GHz) pelo Telescópio Solar Submilimetrico (SST).
Na faixa de raio X foram utilizados dados dos telescópios FERMI e RHESSI; enquanto
do Solar Dynamics Observatory (SDO) foram obtidas imagens em 171 Å
e magnetogramas das região ativas. Para estudar a interação entre as partículas
e campo magnético foi aplicado o modelo desenvolvido por Simões (2009). Foram
realizadas simulações numéricas que produziram fontes em 45 e 90 GHz num arco
magnético em três dimensões, cujas fontes apresentaram máximos de intensidade
em polaridades opostas de um arco dipolar. As simulações também reproduziram
qualitativamente o grau de polarização observado em cada um dos eventos e também
o espectro rádio. Assim, por meio da simulação, obtivemos as possíveis localizações
das fontes em 45 e 90 GHz com intensidades predominantes em polaridades opostas
e grau de polarização invertido.
CNPq Area
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
Citation
SILVA, Douglas Félix da. Análise de explosões solares em 45 e 90 GHz observadas por POEMAS com medidas de polarização. 2016. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2016.