Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 65063 10.12737/szf-94202302 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Bright ultraviolet knots as possible sources of coherent microwave radiation Яркие ультрафиолетовые узлы как возможные источники когерентного микроволнового излучения https://orcid.org/0000-0002-6873-6394 Мешалкина Наталия Сергеевна Meshalkina Nataliya Sergeevna nata@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-1589-556X Алтынцев Александр Тимофеевич Altyntsev Alexander Timofeevich

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 20 12 2023 20 12 2023 9 4 21 29 14 06 2023 14 09 2023 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/65063/view

Особенностью события 6 сентября 2012 г. явилось то, что источники узкополосных (2–4 ГГц) субсекундных импульсов (ССИ) наблюдались в небольших областях вспышечных петель c так называемыми яркими ультрафиолетовыми узлами, которые характеризовались высокой плотностью плазмы до 10¹¹ см⁻³. Временные профили жесткого рентгеновского излучения вспышки хотя и подобны микроволновым кривым блеска, но не имеют структур, соответствующих ССИ. Анализ микроволновых, рентгеновских и ультрафиолетовых данных показал, что наблюдаемые импульсы микроволнового излучения c узкой спектральной полосой имеют когерентную природу и генерируются электронами с энергиями нескольких десятков килоэлектронвольт в ярких узлах на частоте около удвоенной плазменной. Результаты наблюдений свидетельствуют, что появление ярких узлов связано с локальными процессами энерговыделения при взаимодействии вспышечных петель.

A distinctive feature of the September 6, 2012 event was that sources of narrow-band (2–4 GHz) sub-second pulses (SSP) were observed in small areas of flare loops with so-called bright ultraviolet knots with high plasma density up to 10¹¹ cm⁻³. Time profiles of hard X-rays of the flare, although similar to microwave light curves, do not have structures corresponding to SSP. Analysis of microwave, X-ray, and ultraviolet data has shown that the observable pulses of microwave radiation with a narrow spectral band are coherent in nature and are generated by electrons with energies of several tens of kiloelectronvolt in bright knots at a double plasma frequency. The results of the observations suggest that the appearance of bright knots is associated with local processes of energy release due to interaction of flare loops.

 Солнце тонкая временная структура яркие узлы в ультрафиолете микроволновые всплески когерентное излучение Sun fine temporal structure UV bright knots microwave bursts coherent emission Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России The work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation

Алтынцев А.Т., Мешалкина Н.С., Лесовой С.В., Жданов Д.А. Cубсекундные импульсы в микроволновом излучении Солнца. Успехи физических наук. 2023. Т. 193, вып. 7. С. 737-750. DOI: 10.3367/UFNr.2022.06.039205. Altyntsev A.T., Kuznetsov A.A., Meshalkina N.S., Yihua Y. On the origin of microwave type U-bursts. Astronomy and Astrophysics. 2003, vol. 411, p. 263. DOI: 10.1051/0004-6361:20031273. Флейшман Г.Д., Мельников В.Ф. Миллисекундные солнечные радиоспайки. Успехи физических наук. 1998. Т. 168, вып. 12. С. 1265-1301. DOI: 10.3367/UFNr.0168.199812a.1265. Altyntsev A.T., Grechnev V.V., Meshalkina N.S., Yihua Y. Microwave type III-like bursts as possible signatures of magnetic reconnection. Solar Phys. 2007, vol. 242, iss.1-2, pp. 111-123. DOI: 10.1007/s11207-007-0207-9. Altyntsev A.T., Kuznetsov A.A., Meshalkina N.S., Yihua Y. On the origin of microwave type U-bursts. Astron. Astrophys. 2003. Vol. 411. P. 263. DOI: 10.1051/0004-6361:20031273. Altyntsev A.T., Meshalkina N.S., Lysenko A.L., Fleishman G.D. Rapid variability in the SOL2011-08-04 flare: Implications for electron acceleration. Astrophys. J. 2019, vol. 883, 338. DOI: 10.3847/1538-4357/ab3808. Altyntsev A.T., Grechnev V.V., Meshalkina N.S., Yihua Y. Microwave type III-like bursts as possible signatures of magnetic reconnection. Solar Phys. 2007. Vol. 242. P. 111-123. DOI: 10.1007/s11207-007-0207-9. Altyntsev A.T., Meshalkina N.S., Lesovoi S.V., Zhdanov D.A. Subsecond pulses in microwave emission of the Sun. Physics-Uspekhi. 2023, vol. 66, no. 7, pp. 691-703. DOI: 10.3367/UFNe.2022.06.039205. Altyntsev A.T., Meshalkina N.S., Lysenko A.L., Fleishman G.D. Rapid variability in the SOL2011-08-04 flare: Implications for electron acceleration. Astrophys. J. 2019. Vol. 883, 338. DOI: 10.3847/1538-4357/ab3808. Atwood W.B., Abdo A.A., Ackermann M., Althouse W., Anderson B., Axelsson M., et al. The Large Area Telescope on the Fermi Gamma-Ray Space Telescope Mission.Astrophys. J. 2009, vol. 697, pp. 1071-1102. DOI: 10.1088/0004-637X/697/2/1071. Atwood W.B., Abdo A.A., Ackermann M., et al. The Large Area Telescope on the Fermi Gamma-Ray Space Telescope Mission. Astrophys. J. 2009. Vol. 697. P. 1071-1102. DOI: 10.1088/0004-637X/697/2/1071. Benz A.O. Millisecond Radio Spikes. Solar Phys. 1986, vol. 104, no. 1, pp. 99-110. DOI: 10.1007/BF00159950. Benz A.O. Millisecond radio spikes. Solar Phys. 1986. Vol. 104, no. 1. P. 99-110. DOI: 10.1007/BF00159950. Benz A.O., Magun A., Stehling W., Su H. Electron beams in the low corona. Solar Phys. 1992, vol. 141, pp. 335-346. DOI: 10.1007/BF00155184. Benz A.O., Magun A., Stehling W., Su H. Electron beams in the low corona. Solar Phys. 1992. Vol. 141. P. 335-346. DOI: 10.1007/BF00155184. Cheng C.C. Spatial distribution of XUV emission and density in a loop prominence. Solar Phys. 1980, vol. 65, iss. 2, pp. 347-356. DOI: 10.1007/BF00152798. Cheng C.C. Spatial distribution of XUV emission and density in a loop prominence. Solar Phys. 1980. Vol. 65, iss. 2. P. 347-356. DOI: 10.1007/BF00152798. Cheng X., Zhang J., Saar S.H., Ding M.D. Differential emission measure analysis of multiple structural components of coronal mass ejections in the inner corona. Astrophys. J. 2012, vol. 761, 62. DOI: 10.1088/0004-637X/761/1/62. Cheng X., Zhang J., Saar S.H., Ding M.D. Differential emission measure analysis of multiple structural components of coronal mass ejections in the inner corona. Astrophys. J. 2012. Vol. 761, no. 1, 62. DOI: 10.1088/0004-637X/761/1/62. Doschek G.A., Strong K.T., Tsuneta S. The bright knots at the tops of soft X-ray loops: Quantitative results from YOHKOH. Astrophys. J. 1995, vol. 440, p. 370. DOI: 10.1086/175279. Doschek G.A., Strong K.T., Tsuneta S. The bright knots at the tops of soft X-ray loops: Quantitative results from YOHKOH. Astrophys. J. 1995. Vol. 440. P. 370. DOI: 10.1086/175279. Fleishman G.D., Melnikov V.F. Millisecond solar radio spikes. Physics-Uspekhi. 1998, vol. 41, no. 12, pp. 1157-1189. DOI: 10.070/PU1998v041n12ABEH000510. Golub L., Bookbinder J., DeLuca E., et al. A new view of the solar corona from the Transition Region And Coronal Explorer (TRACE). Physics of Plasmas. 1999. Vol. 6, iss. 5. P. 2205-2216. DOI: 10.1063/1.873473. Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Smolkov G.Ya., Krissinel B.B., Zandanov V.G., Altyntsev A.T., et al. The Siberian Solar Radio Telescope: the current state of the instrument, observations, and data. Solar Phys. 2003, vol. 216, pp. 239-272. DOI: 10.1023/A:1026153410061. Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Smolkov G.Ya., et al. The Siberian Solar Radio Telescope: The current state of the instrument, observations, and data. Solar Phys. 2003. Vol. 216. P. 239-272. DOI: 10.1023/A:1026153410061. Golub L., Bookbinder J., DeLuca E., Warren H., Schrijver C.J., Shine R., et al. A new view of the solar corona from the transition region and coronal explorer (TRACE). Physics of Plasmas. 1999, vol. 6, iss. 5, pp. 2205-2216. DOI: 10.1063/1.873473. Guidice D.A., Cliver E.W., Barron W.R., Kahler S. The Air Force RSTN System. Bull. of the American Astronomical Soc. 1981. Vol. 13. P. 553. Guidice D.A., Cliver E.W., Barron W.R., Kahler S. The Air Force RSTN System. Bull. of the American Astronomical Soc. 1981, vol. 13, p. 553. Handy B.N., Acton L.W., Kankelborg C.C., et al. The Transition Region And Coronal Explorer. Solar Phys. 1999. Vol. 187. P. 229-260. DOI: 10.1023/A:1005166902804. Handy B.N., Acton LW., Kankelborg C.C., Wolfson C.J., Akin D.J., Bruner M.E., et al. The Transition Region and Coronal Explorer. Solar Phys. 1999, vol. 187, pp. 229-260. DOI: 10.1023/A:1005166902804. Kochanov A.A., Anfinogentov S.A., Prosovetsky D.V., et al. Imaging of the solar atmosphere by the Siberian Solar Radio Telescope at 5.7 GHz with an enhanced dynamic range. Publ. Astron. Soc. Japan. 2013. Vol. 65, no. SP1, article id. S19. DOI: 10.1093/pasj/65.sp1.S19. Kochanov A.A., Anfinogentov S.A., Prosovetsky D.V., Rudenko G.V., Grechnev V.V. Imaging of the solar atmosphere by the Siberian Solar Radio Telescope at 5.7 GHz with an enhanced dynamic range. Publ. Astron. Soc. Japan. 2013, vol. 65, no. SP1, article id. S19. DOI: 10.1093/pasj/65.sp1.S19. Kołománski S., Mrozek T., Chmielewska E. Fine structure and long duration of a flare coronal X-ray source with RHESSI and SDO/AIA data. arXiv:1701.09127. 2017. DOI: 10.48550/ arXiv.1701.09127. Kolomanski S., Mrozek T., Chmielewska E. Fine structure and long duration of a flare coronal X-ray source with RHESSI and SDO/AIA data. arXiv:1701.09127. 2017. DOI: 10.48550/arXiv.1701.09127. Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J., et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012. Vol. 275, no. 1-2. P. 17-40. DOI: 10.1007/s11207-011-9776-8. Lemen J.R., Title A.M., Akin D.J., Boerner P.F., Chou C., Drake J.F., et al. The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) on the Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012, vol. 275, no. 1-2, pp. 17-40. DOI: 10.1007/s11207-011-9776-8. Lin R.P., Schwartz R.A., Kane S.R., et al. Solar hard X-ray microflares. Astrophys. J. 1984. Vol. 283. P. 421-425. DOI: 10.1086/162321. Lin R.P., Schwartz R.A., Kane S.R., Pelling R.M., Hurley K.C. Solar hard X-ray microflares. Astrophys. J. 1984, vol. 283, pp. 421-425. DOI: 10.1086/162321. Lin R.P., Dennis B.R., Hurford G.J., et al. The Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI). Solar Phys. 2002. Vol. 210. P. 3-32. DOI: 10.1023/A:1022428 818870. Lin R.P., Dennis B.R., Hurford G.J., Smith D.M., Zehnder A., Harvey P.R., et al. The Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI). Solar Phys. 2002, vol. 210, pp. 3-32. DOI: 10.1023/A:1022428818870. Meegan C., Lichti G., Bhat P.N., et al. The Fermi Gamma-ray Burst Monitor. Astrophys. J. 2009. Vol. 702. P. 791-804. DOI: 10.1088/0004637X/702/1/791. Meegan C., Lichti G., Bhat P.N., Bissaldi E., Briggs M.S., Connaughton V., et al. The Fermi Gamma-ray Burst Monitor. Astrophys. J. 2009, vol. 702, pp. 791-804. DOI: 10.1088/0004637X/702/1/791, Meshalkina N.S., Altyntsev A.T., Sych R.A., et al. On the wave mode of subsecond pulses in the cm-range. Solar Phys. 2004. Vol. 221. P. 85-99. DOI: 10.1023/B:SOLA.0000033356. 96547.65. Meshalkina N.S., Altyntsev A.T., Sych R.A., Chernov G.P., Yihua Y. On the wave mode of subsecond pulses in the cm-range. Solar Phys. 2004, vol. 221, pp. 85-99. DOI: 10.1023/B:SOLA.0000033356.96547.65. Meshalkina N.S., Altyntsev A.T., Zhdanov D.A. Study of flare energy release using events with numerous type III-like bursts in microwaves. Solar Phys. 2012. Vol. 280, no. 2. P. 537. DOI: 10.1007/s11207-012-0065-y. Meshalkina N.S., Altyntsev A.T., Zhdanov D.A. Study of flare energy release using events with numerous type III-like bursts in microwaves.Solar Phys. 2012, vol. 280, no. 2, p. 537. DOI: 10.1007/s11207-012-0065-y. Nakajima H., Nishio M., Enome S., et al. The Nobeyama Radioheliograph. Proc. IEEE. 1994. Vol. 82. P. 705. Nakajima H., Nishio M., Enome S., Shibasaki K., Takano T., HanaokaY., et al. The Nobeyama Radioheliograph. Proc. IEEE. 1994, vol. 82, no. 5, pp. 705-713. Patsourakos S., Antiochos S.K., Klimchuk J.A. A model for bright extreme-ultraviolet knots in solar flare loops. Astrophys. J. 2004. Vol. 614, iss. 2. P. 1022. DOI: 10.1086/423779. Patsourakos S., Antiochos S.K., Klimchuk J.A. A model for bright extreme-ultraviolet knots in solar flare loops. Astrophys. J. 2004, vol. 614, iss. 2, p. 1022. DOI: 10.1086/423779. Pesnell W.D., Thompson B.J., Chamberlin P.C. The Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012. Vol. 275, iss. 1-2. P. 3-15. DOI: 10.1007/s11207-011-9841-3. Pesnell W.D., Thompson B.J., Chamberlin P.C. The Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012, vol. 275, iss. 1-2, pp. 3-15. DOI: 10.1007/s11207-011-9841-3. Shimizu T., Tsuneta S., Acton L.W., et al. Morphology of active region transient brightenings with the YOHKOH Soft X-Ray Telescope. Astrophys. J. 1994. Vol. 422. P. 906-911. DOI: 10.1086/173782. Shimizu T., Tsuneta S., Acton L.W., Lemen J.R., Ogawara Y., Uchida Y. Morphology of active region transient brightenings with the YOHKOH Soft X-Ray Telescope. Astrophys. J. 1994, vol. 422, pp. 906-911. DOI: 10.1086/173782. Torii C., Tsukiji Y., Kobayashi S., et al. Full-automatic radiopolarimeters for solar patrol at microwave frequencies. Proc. of the Research Institute of Atmospherics. Nagoya University, 1979. Vol. 26. P. 129-132. Torii C., Tsukiji Y., Kobayashi S., Yoshimi N., Tanaka H., Enome S. Full-automatic radiopolarimeters for solar patrol at microwave frequencies. Proc. of the Research Institute of Atmospherics, Nagoya University, 1979, vol. 26, pp. 129-132. Tsuneta S., Acton L., Bruner M., et al. The Soft X-ray Telescope for the SOLAR-A mission. Solar Phys. 1991. Vol. 136. P. 37-67. DOI: 10.1007/BF00151694. Tsuneta S., Acton L., Bruner M., Lemen J., Brown W., Caravalho R., et al. The Soft X-ray Telescope for the SOLAR-A mission. Solar Phys. 1991, vol. 136, pp. 37-67. DOI: 10.1007/BF00151694. Warren H.P. Fine structure in solar flares. Astrophys. J. Vol. 536, iss. 2. P. L105-L108. DOI: 10.1086/312734. Widing K., Hiei E. A SKYLAB flare associated with a hard X-ray burst. Astrophys. J. 1984, vol. 281, p. 426. DOI: 10.1086/162113. Widing K., Hiei E. A SKYLAB flare associated with a hard X-ray burst. Astrophys. J. 1984. Vol. 281. P. 426. DOI: 10.1086/162113. Warren H.P. Fine structure in solar flares. Astrophys. J. Vol. 536, iss. 2, pp. L105-L108. DOI: 10.1086/312734. Zhdanov D.A., Zandanov V.G. Broadband microwave spectropolarimeter. Central European Astrophysical Bulletin. 2011. Vol. 35. P. 223. Zhdanov D.A., Zandanov V.G. Broadband microwave spectropolarimeter. Central European Astrophysical Bulletin. 2011, vol. 35, p. 223. Zhdanov D.A., Zandanov V.G. Observations of microwave fine structures by the Badary Broadband Microwave Spectropolarimeter and the Siberian Solar Radio Telescope. Solar Phys. 2015. Vol. 290, no. 1. P. 287. DOI: 10.1007/s11207-014-0553-3. Zhdanov D.A., Zandanov V.G. Observations of microwave fine structures by the Badary Broadband Microwave Spectropolarimeter and the Siberian Solar Radio Telescope. Solar Phys. 2015, vol. 290, no. 1, p. 287. DOI: 10.1007/s11207-014-0553-3. URL: https://badary.iszf.irk.ru/Ftevents.php (дата обращения 2 июля 2023 г.). URL: https://badary.iszf.irk.ru/Ftevents.php (accessed June 2, 2023). URL: http://ru.iszf.irk.ru/~nata/120906/335_blue.mp4 (дата обращения 2 июля 2023 г.). URL: http://ru.iszf.irk.ru/~nata/120906/335_blue.mp4 (accessed June 2, 2023). URL: http://ckp-rf.ru/usu/73606/ (дата обращения 2 июля 2023 г.). URL: http://ckp-rf.ru/usu/73606/ (accessed June 2, 2023). URL: http://ckp-angara.iszf.irk.ru/ (дата обращения 2 июля 2023 г.). URL: http://ckp-angara.iszf.irk.ru/ (accessed June 2, 2023).