太阳日冕中的各向异性无线电波散射

太阳无线电辐射是在太阳大气的湍流介质中产生的，其观测到的特性(源位置，大小，时间分布，极化等)会受到无线电波从发射器到观察者的传播的显着影响。长期以来，无线电波在随机密度不规则性上的散射被认为是解释无线电源尺寸(例如Steinberg等人1971)，位置(例如Fokker 1965;Stewart 1972)，方向性(例如Thejappa等)的重要过程。等人2007;Bonnin等人2008;Reiner等人2009)，以及强度-时间剖面(例如Krupar等人2018，Bian等人2019))。尽管已经开发了许多蒙特卡罗模拟来描述无线电波散射(主要是针对各向同性密度波动)，但并非所有人都同意。本工作通过扩展和改进先前的描述来解决这个重要问题。

在最近的论文中，研究人员回顾了用于解决Langevin方程的数值蒙特卡洛技术，该方程对源大小和时间剖面进行了建模。各向同性散射与太阳无线电源尺寸和时间剖面的观测结果不一致。因此，研究人员构建了一个新模型，该模型可以对包含轴向对称但各向异性的散射成分的介质中的无线电波传播进行定量分析。得出了各向异性散射情况下Langevin方程的显式表达式，并在Kontar等人的3.2节中给出。(2019)。

从光线追踪模拟(参见图1)获得的光源的特性进行了研究，并假设光子以不同角度传播到观察者的视线(LOS)(参见图2)。研究人员发现，沿x方向的FWHM源尺寸随与LOS的夹角增加而减小，而沿y方向的FWHM源尺寸仅微弱地变化。有趣的是，尽管无线电波的散射效应导致了较大的信号源尺寸，但方向性主要是在径向方向上。结果与早期结果不同，表明散射是各向同性的方向性(发射模式)。

将来自数值蒙特卡洛模拟的信号源大小和时间轮廓测量结果与信号源大小和在宽频率范围(0.02-500 MHz)上的衰减时间的观察结果进行了比较。研究人员发现，只有将各向异性考虑在内，观测值的源大小和衰减时间才能匹配，而被忽略时，一次只能同时匹配两个属性之一。

这项工作的主要结果来自将模拟与结合的成像和时延观测作为频率函数进行比较的结果。这样的比较得出的结论是，在很宽的频率范围内观测III型太阳射电脉冲的大小和持续时间，要求在太阳和地球之间的整个太阳圈中进行各向异性散射，各向异性系数为0.3，且密度波动主要垂直于径向方向。同时，有关密度波动水平的结论也取决于外部密度标度，因此需要了解这些知识。建立的数值模型表明，需要各向异性密度波动(平行方向的功率较低)才能同时考虑到光源尺寸和衰减时间，

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