复杂型爆发事件的特征*

刘玉英，傅其骏，谭程明

(中国科学院太阳活动重点实验室 (国家天文台))，北京 100012)

1 事件分析

1.1 2003年3月18日事件

这是一个多峰复杂型结构爆发(图1)，在3个频率上爆发峰值时间和辐射流量(均在第3个峰)分别为05∶59∶56 UT，30 sfu;05∶59∶56 UT，40 sfu;05∶59∶53 UT，50 sfu(表1)。高频先达到极大，另两个频率在3 s后同时达到极大。对应有M2.5/1B级耀斑，位置为S15W46，开始时间为0552 UT，极大时间0600 UT，0602 UT结束。爆发在1.10 ～1.82 GHz和5.2 ～7.6 GHz频率范围第2个峰的上升段和下降段出现精细结构。

在1.10 ～1.82 GHz和 1.36 ～1.80 GHz频率范围左旋出现一群纤维结构(图2)，右旋几乎没有显示，是明显的强左旋偏振。时间范围:05∶58∶49～05∶58∶55 UT，05∶58∶55～05∶59∶01 UT，持续均为6 s。这个现象出现在整个事件的第2个峰的上升段、极大及下降段。

图1 2003年3月18日事件在1.42 GHz、2.84 GHz、5.7 GHz(3个单频)频率的时变曲线Fig.1 The light curves at 1.42GHz，2.84GHz，and 5.7GHz of the event of March 18，2003

在1.10～1.46 GHz和5.20～7.6 GHz频率范围，随后的05∶59∶50～05∶59∶56 UT 出现一宽带III爆发群(图3)，持续4 s，而2.6～3.8 GHz没有看到这些现象。III型爆出现在第2个峰的下降段。从图3上看到整群结构从低频往高频有频率漂移。图4是图3中的局部放大。

1.2 2005年8月28日事件

这个爆发在2.84 GHz和5.70 GHz频段是多峰结构的复杂型事件(图5)，整个爆发有11个较明显的峰，1.20 GHz多峰结构不明显［1］，爆发峰值时刻1.20 GHz在10∶20∶17 UT，2.84 GHz在10∶20∶13 UT，5.70 GHz在10∶20∶02 UT。图5左为整个频段的频谱图。从低频到高频端峰值时刻依次超前4 s和11 s。事件与一个M1.6/SF级耀斑共生，并有日冕物质抛射产生。对应耀斑开始时间10∶17 UT，极大时间为10∶28 UT，结束为10∶37 UT。

表1 2003年3月18日爆发事件参数Table 1 The parameters of the burst event of March 18，2003

图2 2003年3月18日事件中的纤维(Fiber)精细结构Fig.2 The fiber structure of the event of March 18，2003

从图6的频谱图看这是一个准周期振荡，振荡周期的平均值约44 s，高频振荡强，越往低频振荡逐渐减弱。计算了2.6～3.76 GHz频段频率漂移在几百MHz/s到两千MHz/s左右，5.2～7.58 GHz频段频率漂移则在几百MHz/s到三千MHz/s左右，比2.6 ～3.8 GHz频漂要快。从2.6 ～7.58 GHz频段的平均频率漂移约在2 500 MHz/s左右。

这个事件与日本国立天文台的学者［2］分析研究的2004年7月31日的频谱事件的准周期振荡是一样的(图7)。

图3 2003年3月18日事件中的III型爆发群Fig.3 The group of type III bursts of March 18，2003 in the 1.10 －1.52GHz and 5.2 －7.6GHz ranges

2 结论

从45C复杂型双峰及多峰结构爆发的统计结果看有以下几种情况:在3个波段上双峰或多峰爆发的峰值一一对应，但极大峰值时间不在同一时刻，高频超前先达到流量极大;双峰一一对应，但峰值时间不在同一时刻，高频迟后达到流量极大;多峰结构的复杂型事件，高频端爆发的峰值时间超前低频端爆发的峰值时间，爆发辐射流量极大在前一个峰;从形态上看3个频段上双峰结构是类似的，但在一个频率上两个峰整个超前其他两个频率。一个频率峰值在第2个峰，而其他两个频率的峰值在第一个峰……等等。

图4 图3中III型爆发群局部的放大Fig.4 An enlargement of a part of the group of type III bursts in Fig.3

图5 2005年8月28日事件在1.42 GHz、2.84 GHz、5.7 GHz(3个单频)和多频率的时变曲线Fig.5 The light curves at 1.42GHz，2.84GHz，and 5.7GHz of the event of August28，2005 and those within the2.6 －3.72GHz，and 5.2 －7.58GHz ranges

图6 2005年8月28日0.6～7.6 GHz频段频谱图Fig.6 Dynamic spectrogram for0.6 －7.6GHz of the event of August28，2005

图7 2004年7月13日事件的频谱图Fig.7 Dynamic spectrogram of the event of July 13，2004

复杂型爆发各波段时变曲线上各峰值之间的复杂关系表明，由各个峰代表的各个小爆发很可能是发生在爆发源区中有不同环境参数的不同小区域中，因而有不同的频谱，只有高空间分辨率的观测，才能分辨它们的源区结构。

复杂型爆发的一个显著特征是经常存在准周期脉动(Quasi-Periodic Pulsations，QPP)的现象，在太阳耀斑的射电、光学、X射线辐射中的准周期脉动现象出现已被发现有很长时间了［3－5］，准周期脉动的周期从几十毫秒到若干分钟。十分不同周期的准周期脉动可能由不同的物理机制产生，较长周期的准周期脉动(大于若干秒，如本文的事件)可能由冕环的MHD振荡产生，如文［6］中所述:耀斑脉冲相产生的高能电子束向下运动冲击磁环根部，产生爆发中的等离子体蒸发向上的冲击而产生磁环的振荡。本文同时测出了单个脉动的频漂率，一般认为振荡的频漂率大于III型爆发频漂率一个量级以上，因而有可能是准周期性的III型爆发，其可能原因为高能电子准周期性的加速，因而这一现象值得进一步的分析研究。

［1］Fu Qijun，Ji Huirong，Qin Zhihai，et al.A New Solar Broadband Radio Spectrometer(SBRS)in China ［J］.Solar Physics，2004，222(1):167 －173.

［2］Hori K，Pohjolainen S，Sakurai T.Radio and hard X-ray quais-periodic pulsations during the2004 July 13 flare［C］//Proceeding of the 36th COSPAR Scientific Assembly，2006:720.

［3］Aschwanden M J.Physics of the solar corona ［M］.Berlin:Springer Praxis Books，2004.

［4］Fu Qijun，Gong Yuanfeng，Jin Shengzhen，et al.Fine structures in solar radio burst at21cm wavelength and pulsation modulation ［J］.Solar Physics，1990，130(1-2):161 －173.

［5］Fu Qijun，Liu Yuying，Li Chunsheng.Correlation between solar microwave bursts and hard X-ray flares［J］.Chinese Astronomy and Astrophysics，1996，20(4):487－491.

［6］Qin Zhihai，Li Chunseng，Fu Qijun，et al.Dual pulsations in solar radio bursts at short gentimeter wavelengths［J］.Solar Physics，1996，163(2):383－396.