Electron Cyclotron Maser Emissions from Evolving Fast Electron Beams
快电子束是太阳活动现象的常见产物。太阳射电爆发是一个重要的诊断工具，在理解的FEB以及太阳等离子体环境，他们是沿太阳磁场传播。特别是，由于与周围等离子体和场的相互作用，FEB的能量谱和速度分布的演化在传播时可以显着地影响其发射的效率和性质。本文讨论了由于能量损失过程和磁场不均匀性引起的俯仰角效应所引起的FEB能谱和速度分布的一些可能演化，并分析了这些演化对FEB产生太阳射电爆发的重要机制之一--电子回旋脉塞（ECM）发射的影响。结果表明，生长速率均随能量损失因子$Q$的增大而减小，随磁镜比$σ$和陡度指数$δ$的增大而增大。此外，FEBs的演化也可以显著影响最快增长模式和最快增长相位角。这导致ECM发射的偏振方向的改变。特别是，我们的研究结果还表明，经历不同的演变过程的FEB将产生不同类型的ECM排放。我们相信，这些结果将有助于更全面地了解太阳射电爆发的动力学谱。
2016-03-14 astro-ph.SR
A 3D framework to explore the propagation effects in stars exhibiting electron cyclotron maser emission
近年来，人们在一些热磁星上发现了通过电子回旋脉泽辐射（ECME）过程产生的相干射电辐射。这种发射以高度圆偏振脉冲的形式观察到，具有有趣的特性，其中包含有关宿主恒星的信息。ECME的一个重要特性是脉冲到达时间的频率依赖性。Trigilio等人（2011）将其归因于传播效应，并可定性解释CU Vir观察到的序列（Lo等人，2012）。然而，没有定量的处理存在的现象，这是一个有前途的工具，估计在恒星磁层的密度。此外，通过磁层传播对ECME的影响被认为仅限于产生特定的脉冲到达序列，并且在某些情况下产生ECME的上限截止频率（Leto等人，2019）。在这里，我们提出了一个框架来处理的传播效应，考虑连续折射内磁层的恒星。这个框架能够包含任何类型的密度分布，并且原则上包含任何类型的磁场，尽管我们将自己限制为偶极磁场。我们通过模拟表明，对于具有高磁层的恒星，传播效应不仅会影响脉冲的到达顺序，而且会影响脉冲的形状，以及来自特定磁层的脉冲的可观测性。
2020-07-14 astro-ph.SR
Does Turbulence along the Coronal Current Sheet Drive Ion Cyclotron Waves?
本文报道了在电流片边界处存在由湍流驱动的离子回旋波的证据。通过充分利用帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器上的梅蒂斯日冕仪进行的联合观测的潜力，可以将太阳风的局部测量与日冕的大尺度结构联系起来。结果表明，电流片层的动力学产生了湍流，这反过来又产生了足够强的温度各向异性，使太阳风等离子体不稳定到各向异性驱动的不稳定性，如阿尔文离子回旋加速器，镜像模式和消防水龙带不稳定性。对高频磁波动的极化状态的研究表明，离子回旋波确实存在于电流片上，从而将远程成像的日冕源区的磁拓扑结构与现场观察到的波爆发联系起来。目前的研究结果可能会允许改进的国家的最先进的模型的基础上的离子回旋机制，提供新的见解日冕加热过程中所涉及的。
2023-02-21 astro-ph.SR
Electron cyclotron maser emission mode coupling to the z-mode on a longitudinal density gradient in the context of solar type III bursts
一束超热电子被注入沿磁场线有密度梯度的麦克斯韦等离子体。进行了1.5D粒子模拟，其确定了EM发射是由束注入动量的垂直分量产生的。束流在垂直动量相空间的分布函数中具有正斜率，这是回旋脉塞的特征。过密等离子体中的回旋脉塞产生电子回旋频率的辐射。所产生的波的频率太低而不能传播离开注射区域，因此小波变换示出脉动波的产生和衰减过程。强度脉动频率是相对论性回旋频率的两倍。最后，形成稳定的波包，并且可以在密度梯度上进行模式耦合，以达到等离子体频率的量级的频率，这允许传播。所发射的波可能是z模式波。所产生的总电磁能量是初始束动能的0.1%的量级。建议的机制是相关的太阳III型射电爆发，以及其他情况下，当注入的电子束有一个非零的垂直动量，如磁控管。
2013-01-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron Cyclotron Maser Emission and the Brightest Solar Radio Bursts
本文基于3800个太阳射电暴目录，通过频谱判据识别1和2 GHz处的相干辐射，发现大多数亮暴由电子回旋脉泽主导，为评估极端射电通量对地面应用的影响及恒星ECM比较研究提供参考。
2024-05-02 astro-ph.SR
Origin of electron cyclotron maser-induced radio emissions at ultra-cool dwarfs: magnetosphere-ionosphere coupling currents
一些超冷的矮星发射出由电子回旋脉泽不稳定性产生的圆偏振无线电波。在太阳系中，这种无线电是从强极光磁场对准电流的区域发射出来的。因此，我们应用的想法开发木星的磁层，是一个很好的研究旋转为主的模拟在我们的太阳系中，快速旋转的UCD的情况下。我们解释的无线电发射的性质，从UCD显示，它会出现从电流产生的角速度剪切在快速旋转的磁场和等离子体，即由一个非常强大的模拟过程，导致木星的极光。这样的速度梯度表明，这些天体与其空间环境发生了重大的相互作用，导致强烈的极光发射。这些结果有力地表明，极光发生在我们太阳系以外的天体上。
2012-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Kinetic simulation of the electron-cyclotron maser instability: effect of a finite source size
电子回旋脉塞不稳定性在宇宙中广泛存在，例如，磁化行星和冷的亚恒星物体的无线电发射。诊断天体物理射电源的参数需要对辐射过程进行全面的非线性模拟。我们模拟了极低β等离子体中的电子回旋脉塞不稳定性。所使用的模型考虑了辐射从源区逃逸和粒子流通过该区域。我们开发了一个动力学代码来模拟无线电发射源中电子分布的时间演化。该模型包括描述粒子注入到发射源区域和从发射源区域逃逸的项。通过使用有限的放大时间，从源的发射的空间逃逸被考虑在内。考虑了马蹄型不稳定电子分布。一些模拟进行了不同的参数集典型的行星和超冷矮星的磁层。所产生的发射（对应于基本非寻常模式）具有接近电子回旋频率的频率，并且跨越磁场传播。在模拟开始后不久，电子分布达到准稳态。如果发射源区域相对较小，则所得电子分布与注入电子的分布相似;发射强度较低。在较大的源中，由于波-粒子相互作用，电子分布可能变得几乎平坦，而粒子能量通量到波的转换效率达到10- 20%。我们发现我们的模型与地球和土星极光无线电发射源区域的原位观测结果吻合得很好。得到了超冷矮星磁层中电子分布的预期特征。
2012-02-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Harmonic maser emissions from electrons with loss-cone distribution in solar active regions
电子回旋脉泽发射（ECME）被认为是太阳活动区（如，太阳射电尖峰）。在这封信中，我们提出了一个2D3V完全动力学电磁粒子在细胞（PIC）模拟研究波激发和随后的非线性过程中引起的高能电子的损失锥分布。等离子体频率与电子回转频率之比$ω_{pe}/Ω_{ce}$设置为0.25，足以满足太阳活动区的条件。作为主要结果，我们在二次谐波X模式（X2）获得强发射。当基模X（X1）和Z模通过电子回旋脉塞不稳定性被直接放大时，X2辐射可以通过两个Z模之间以及Z和X1模之间的非线性合并产生。这代表了一种新的等离子体谐波发射产生机制，具有较低的$ω_{pe}/Ω_{ce}$值，这可能解决逃逸困难解释太阳射电发射的ECME机制。
2021-10-29 astro-ph.SR
Harmonic elctron-cyclotron maser emissions driven by energetic electrons of the horseshoe distribution with application to solar radio spikes
内容电子回旋脉泽发射（ECME）是太阳射电尖峰的有利机制，自20世纪80年代以来得到了广泛的研究。大多数与太阳尖峰相关的研究采用能量电子的损失锥型分布，主要在基本X/O模式（X1/O 1）中产生波，等离子体振荡频率与电子回旋频率之比（$ω_ {pe}/Ω_{ce}$）低于1。尽管这一理论取得了很大的进展，一个主要的问题是基本的发射如何通过二次谐波吸收层的电晕和逃逸。这通常被称为理论的逃避困难。目标。为了解决ECME对太阳尖峰逃逸的困难，我们研究了马蹄形分布的高能电子驱动下ECME产生的谐波辐射。方法.我们进行了一个完全动力学电磁PIC模拟与$ω_ {pe}/Ω_{ce}$ = 0.1，对应于耀斑区域的强磁化等离子体条件下，与高能电子的马蹄形分布的特点。在模拟中，我们还改变了高能电子与总电子的密度比（$n_e/n_0$）。结果我们获得了有效的放大波在Z和X2模式，与一个相对较弱的增长O 1和X3。密度比越高，X2发射越强，高能电子到X2模的能量转换率可分别达到$\sim$ 0.06%和0.17%，其中$n_e/n_0$ = 5%和10%。结论.我们发现，马蹄形驱动的ECME能以较低的$ω_ {pe}/Ω_{ce}$有效激发X2和X3，为解决ECME在太阳射电尖峰中的逃逸难题提供了新的手段. X2和X3的同时增长可以用来解释在太阳尖峰中观察到的一些谐波结构。
2021-05-28 astro-ph.SR
Electron cyclotron maser instability (ECMI) in strong magnetic guide field reconnection
在强电流取向的磁引导场中的重联允许激发电子回旋脉塞的不稳定性并从{ \sf X}点的电子排气中发射电磁辐射。引导场中的电子保持磁化，重联几乎不受影响。引导场负责{ \sf X}点和排气的非对称特性。电子布居的不对称性导致有利于ECMI的条件。引导场回旋加速器下的基本任务类似于其他地方讨论的电子空穴发射。它可以在适当的排气坐标系中进行处理，并映射出与排气一起沿引导场运动时的局部磁场。可以想象这种机制的许多应用。我们提出了一个大纲的机制，并讨论了它的一些优点和前景。潜在的应用包括极光物理学中的AKR、耀斑期间的各种太阳射电发射、行星发射和涉及强场和场向电流存在的几种天体物理学情景。辐射从{ \sf X}逃逸是没有问题的。然而，从远程观测需要穿越X模式的阻带，并意味着源位移到较弱的领域。
2017-07-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Properties of ion-cyclotron waves in the open solar corona
对日冕洞的远距离观测强烈暗示，离子回旋波与离子的共振相互作用是等离子体加热和加速快速太阳风的主要机制。为了研究这些波，WKB（Wentzel-Kramers-Brillouin）线性微扰分析被用于无碰撞多流体模型的工作框架中，在该模型中，除了质子之外，我们还考虑了由α粒子组成的第二离子成分。我们考虑一个非均匀的背景等离子体描述的漏斗区域在开放的冕洞，我们使用射线追踪哈密顿型方程计算的射线路径的波和空间变化的属性。
2012-02-26 astro-ph.SR
Kinetic Simulation of the Electron-Cyclotron Maser Instability: Relaxation of Electron Horseshoe Distributions
电子回旋脉泽不稳定性（ECMI）是产生行星极光射电辐射的主要原因。最有可能的是，同样的机制产生了来自超冷矮星的无线电爆发。我们调查放大等离子体波的马蹄形电子分布（类似于在地球磁层中观察到的），以及由于ECMI的这种分布的松弛。我们的目标是确定所产生的等离子体波的参数，弛豫过程的时间尺度，以及粒子能量到波的转换效率。我们开发了一个动力学相对论准线性二维程序，用于模拟电子分布和高频等离子体波的共同演化。该代码包括波的增长和粒子扩散的过程，这被认为是比其他过程（粒子注入等）快得多。一些模拟已经进行了不同的参数设置，这似乎是典型的超冷矮星的磁层（特别是，等离子体频率远小于回旋）。计算结果表明，基本非寻常模式占主导地位的强烈。所产生的波具有略低于电子回旋频率的频率，并穿过磁场传播。其他模式的最终强度可以忽略不计。电子能量到异常波的转换效率通常为10%左右。不稳定电子分布的完全弛豫所需时间远小于一秒。ECMI的能量效率足以提供观测到的超冷矮星的射电辐射强度。另一方面，所观察到的光变曲线的发射是不相关的这种不稳定性的属性，并反映，最有可能的是，电子加速过程和/或辐射源的几何形状的动态。
2010-11-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Is Cyclotron Maser Emission in Solar Flares Driven by a Horseshoe Distribution?
自20世纪80年代初以来，分米波尖峰爆发一直被认为是电子回旋脉泽发射（ECME）的结果，电子在太阳耀斑的脉冲阶段沉淀到色球层时产生硬X射线爆发。尖峰爆发被认为类似于极光千米辐射（AKR），它与地磁亚暴中极光电子的沉淀有关。最初，为AKR开发的损失锥驱动版本的ECME被应用于尖峰爆发，但现在广泛接受的是，一个不同的，马蹄驱动的版本的EMCE适用于AKR。我们探讨的假设，马蹄驱动ECME也适用于尖峰脉冲的影响。我们开发了一个一维模型的电子加速由一个平行的电场，并表明，在合理的假设下，它会导致一个马蹄形分布的电子在太阳耀斑。马蹄铁驱动ECME的第二个要求是极低的等离子体密度，称为密度腔。我们认为，日冕密度腔应该与硬X射线爆发，这样的密度腔可以克服一个长期存在的问题，ECME通过二次谐波吸收层逃逸。马蹄形分布和相关的日冕密度空洞都是高度局部化的，并且在解释硬X射线爆发所需的大量统计学上的局部降水区域中无法解决。该模型强调了解释硬X射线爆发所需的电子供应中的“数量问题”。
2016-10-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Cyclotron maser emission from power-law electrons with strong pitch-angle anisotropy
具有幂律谱的高能电子是天体物理中最常见的观测对象。本文研究了幂律电子的电子回旋脉塞发射，其中强调了强俯仰角各向异性。本文提出的电子分布函数可以描述各种类型的俯仰角各向异性。结果表明，ECME的辐射特性，包括辐射的增长、传播和频率特性，在很大程度上取决于电子俯仰角各向异性的类型，不同的波模对电子俯仰角的依赖性不同.特别地，X2模式的最大增长率相对于电子分布达到峰值的电子节距角余弦$μ_0$迅速减小，而其他模式（X1，O1，O2）的增长率在减小之前随着$μ_0$的增大而初始增大。此外，O模式以及X模式可以是最快的增长模式，不仅在等离子体参数，但也类型的电子俯仰角分布。这一结果是对最近关于幂律电子低能截止驱动ECME的研究的重要扩展，其中X模式通常是最快的生长模式。
2016-03-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Low-frequency monitoring of flare star binary CR Draconis: Long-term electron-cyclotron maser emission
最近检测到的相干低频无线电发射从M矮系统共享现象相似的磁层过程中产生的气体巨行星的太阳系的排放。这样的电子回旋脉泽辐射可以由恒星与行星之间的相互作用或旋转等离子体盘与恒星磁层之间的共同旋转故障驱动。这两个模型都表明无线电发射可能是周期性的。在这里，我们提出了最长的低频干涉监测活动的M矮系统，由21个$\approx$ 8小时的历元，在两个系列的观察块分开一年。我们实现了6.5天的总源时间。我们发现，M矮二进制CR天龙座有一个低频率3 $σ$检测率为90 $^{+5}_{-8}$ %时，达到噪音本底$\approx$ 0.1毫焦，与0.92毫焦的中位通量密度，一致的圆极化旋向性，和一个中位数圆极化分数为66%。我们解决三个明亮的无线电爆发的动态光谱，揭示最亮的椭圆偏振，局限于4 MHz的带宽集中在170 MHz，并达到205毫焦耳的通量密度。突发结构是斑驳的，表明它由未解析的子突发组成。这种结构与木星的低频发射有着惊人的相似之处。我们建议，高亮度温度，高度圆偏振辐射，具有一致的圆偏振旋向的近恒定检测意味着通过电子回旋脉泽不稳定性产生的排放。光学光度数据显示该系统的自转周期为1.984 $\pm$ 0.003天。我们在无线电数据中没有观察到周期性，但是我们的无线电观测采样产生了一个窗口函数，可以隐藏近两天的信号。
2021-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Auroral Kilometric Radiation -- the Electron Cyclotron Maser Paradigm
极光千米辐射（AKR）是来自行星磁层的强射电辐射的范例。它的观测结果接近电子陀螺频率和/或其低次谐波，表明源等离子体的非热状态。当等离子体进入高能激发状态时产生发射，这导致电子分布函数的变形。在某些条件下，这导致"准相干"发射。我们认为，弱相对论性电子回旋脉塞不稳定性是产生这种辐射的原因。由于大力无线电辐射通常不是{主要}的重要性，在大尺度磁层现象，AKR等，为大尺度磁层物理学的目的，成为被认为是一个边缘问题。在这里，这一概念受到质疑。AKR虽然主要在磁层扰动时期应用于极光区，但只携带总亚暴能量的一小部分。然而，它在极光电离层上层物理学和空间天气研究中具有诊断能力。作为非热等离子体中辐射产生的基本物理问题，它仍然没有得到解决。即使只研究电子回旋脉塞，许多问题仍然悬而未决。在磁层中，通过观测和理论都可以很好地研究这些现象，因为磁层是空间中唯一可以连续进入的地方。最重要的是在这里没有暗示他们应该如何被攻击。它的价值在于它在应用于其他磁化行星、太阳系外行星和强磁化天体时所应发挥的作用，它是一种重要的工具，可以诊断在热、冲击或同步辐射之外的射频范围内产生辐射的物质状态。
2023-02-05 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Radio-Loud Exoplanet-Exomoon Survey (RLEES): GMRT Search for Electron Cyclotron Maser Emission
我们进行了第一次专门搜索的签名外行星exomoon相互作用的巨型米波射电望远镜（GMRT）的无线电响亮的外行星exomoon调查（RLEES）的一部分。由于恒星潮汐加热、辐射和随后的大气逃逸，预计候选的“外-木卫一”系统将发射比电离层-木卫一直流电路多$10^6$倍的等离子体通量。这可能会引起来自系外行星-系外卫星系统的可探测的无线电发射。我们分析了三个“exo-Io”候选恒星：WASP-49，HAT-P 12和HD 189733。我们进行12小时的相位曲线观测的WASP-49 b在400 MHz期间的主要$\&$二次过境，以及第一个$\&$第三象限达到3 $σ$上限为0.18毫焦耳/梁平均超过四天。在150和325 MHz的GMRT下观察到HAT-P~（12）。我们进一步分析了HD 189733在325 MHz的存档数据。三个系统均未检测到排放物。然而，我们对无线电通量密度设置了严格的上限。鉴于大多数系外木卫一候选行星绕热土星运行，我们鼓励更多的多波长搜索（特别是低频）来跨越这里限制的系外行星B场强度的较低范围。
2022-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Electron-cylotron maser radiation from electron holes: Downward current region
电子回旋脉泽发射的电子空穴施加到下游电流区的极光中产生的空穴。我们认为，在极光千米辐射中观察到的精细结构的一部分是由下游电流区的电子回旋脉塞机制产生的。认为主要的背景极光千米辐射源仍位于上升流区的部分电子环（马蹄形）分布中，而精细结构主要是由下降流区产生的电子空穴引起的。由于这两个区域总是同时存在，所以它们以相同的机制以不同的方式协同产生极光千米辐射。
2011-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Ion-cyclotron waves in Solar Coronal Hole
研究了太阳极冕洞（PCH）羽流/羽流间通道（PIPL）结构对离子回旋波（ICW）传播特性的影响。SOHO和TRACE卫星确定的物理参数的梯度平行和垂直的磁场被认为是与确定ICR过程的效率如何沿PCH的PIPL结构变化的目的。我们建立了一个基于动力学理论的模型，采用准线性近似。我们求解了O-VI离子的Vlasov方程，得到了ICW的色散关系。羽流间通道的共振过程比羽流中的共振过程有效得多，这与观测结果一致，即快速太阳风的来源是羽流间通道。因此，在PCH的PIPL结构中，其物理参数显示沿和垂直于外部磁场方向的梯度的Vlasov方程的解，从而获得了比以前的研究更一般的形式。
2011-09-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Study of Particle Acceleration using Fine Structures and Oscillations in Microwaves from Electron Cyclotron Maser
本文利用VLA高时间分辨率成像光谱研究太阳黑子上方连续ECM源的亚秒级变化，将5秒QPPs与GOES C1.5级耀斑关联，约束ECM电子能量为4-8 keV、投掷角大于26度，并提出QPP由Lotka-Volterra系统驱动。
2024-05-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Flare-related Decimetric Type-IV Radio Burst Induced by the X2 Radiation of Electron Cyclotron Maser Emission
本研究针对太阳分米波IV型射电暴辐射机制的长期难题，通过观测分析与建模，证实其由谐波X模电子回旋脉泽发射引发，拓展了该机制的应用范围并提供恒星同类暴的太阳样本。
2025-07-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A model of so-called `Zebra' emissions in type IV radio bursts
提出了一种简单的产生电磁斑纹辐射的机理。该机制是基于产生的离子环分布在磁镜几何形状中的存在下，一个适当的定向场对齐的电势场。离子回旋脉泽产生一系列电磁离子回旋谐波，这些谐波调制电子脉泽发射。该机制能够准周期性地打开和关闭发射或放大发射，这是观测的主要特征。
2011-04-13 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.space-ph
A Model for Radio Emission from Solar Coronal Shocks
日冕冲击是太阳大气中非常常见的现象，被认为是太阳II型射电暴的驱动因素。然而，这些排放物的微物理性质仍然是一个悬而未决的问题。本文提出电子回旋脉塞（ECM）辐射是日冕激波辐射产生的主要原因。在本模型中，由激波加速的高能离子束激发第一Alfvén波（AW），然后激发的AW导致沿激波前震边界形成密度耗尽管道。在这个密度耗尽的管道中，通过冲击加速产生的高能电子束可以有效地激发ECM不稳定性的无线电发射。我们的结果表明，该模型可能有潜在的应用太阳II型射电爆发。
2014-03-23 astro-ph.SR
Coherent radio emission from a population of RS Canum Venaticorum systems
来自恒星的相干射电辐射可以用来限制基本的日冕等离子体参数，如等离子体密度和磁场强度。它也是色球层和磁层加速机制的探测器。近距离双星，如RS Canum Venaticorum（RS CVn）系统，特别有趣，因为它们的色球活动水平提高，可能直接磁相互作用，使它们成为研究日冕和磁层加速机制的独特实验室。RS CVn双星被认为是射电明亮的，但相干射电辐射以前只在一个系统中被发现过。在这里，我们提出了一个人口的14相干无线电发射RS CVn系统。我们在正在进行的LOFAR两米巡天中确定了人口为144 MHz的圆偏振源，与已知的RS CVn二进制天体相关。我们发现，所观察到的发射是由电子回旋脉塞不稳定性。我们使用数值计算的微波激射器的光束几何形状，认为通常调用的“损失锥”微波激射器不能产生必要的亮度温度在我们的一些检测和更有效的不稳定性，如壳或马蹄形微波激射器，必须调用。这样的脉泽配置已知在行星磁层中运行。我们还概述了两个加速机制，可以产生相干的无线电发射，一个加速发生在色球层和一个加速是由于恒星之间的电动相互作用。我们提出了无线电和光学监测观测，可以区分这两种机制。
2021-07-14 astro-ph.SR
Coherent Emission
等离子体发射和电子回旋脉泽发射的理论，以及它们的应用，太阳射电爆发和木星的DAM和地球的AKR的评论，强调早期的文献和尚未解决的问题。本文指出，射电天文学中的相干性的定量测量还有待于在观测上或理论上加以探讨。
2009-02-12 astro-ph.SR
A new approach to the maser emission in the solar corona
电子等离子体频率$ω_{pe}$和电子回旋频率$Ω_e$是两个参数，使我们能够描述等离子体的性质，并约束起作用的物理现象，例如，脉泽不稳定性是否发展。本文旨在证明日冕中存在脉泽不稳定性。我们进行了深入的分析的$ω_{pe}$ / $Ω_e$比简单的理论和复杂的太阳磁场配置。结合磁场的无力模型和等离子体性质的流体静力学模型，我们确定了等离子体频率与电子回旋频率的比值。为了比较起见，我们计算的比率双极磁场包含一个扭曲的磁通束，并为四个不同的观察到的活动区域。我们还研究了如何$ω_{pe}$ / $Ω_e$是由潜在的和非线性无力场模型的影响。我们表明，等离子体频率的比例的电子的回旋频率可以估计这种新的方法结合磁场外推技术和流体动力学模型。即使在统计上不显著，$ω_{pe}$ / $Ω_e$ $\leq$ 1的值也存在于所有实例中，并且位于靠近光球层的低日冕中，低于一个压力标度高度和/或在扭曲通量束附近。非线性无力场的$ω_{pe}$ / $Ω_e$值比势场低，从而增加了日冕中脉泽不稳定性的可能性。从这个估算$ω_{pe}$ / $Ω_e$的新方法中，我们得出在活动区上方的日冕中可能存在电子脉泽不稳定性的结论。日冕活动区脉泽不稳定性的重要性取决于磁场位形的复杂性和拓扑结构。
2015-07-27 astro-ph.SR
Electron-cylotron maser radiation from electron holes: Upward current region
电子空穴是产生电子回旋脉塞辐射的重要来源。我们证明了在极光公里辐射源区域中产生的环形马蹄形分布的电子空穴具有发射带限辐射的能力。辐射是在一个圆形模型孔的适当的框架中计算的，并显示在该框架中是严格垂直的。在极光条件下，其带宽为$\sim1$ kHz量级，这是一个合理的值。{It还表明，在辐射的精细结构的漂移可以解释为多普勒频移。基于数据的估计与理论吻合良好。已经获得了所发射的辐射的增长率和吸收率。然而，在保守条件下得到的单个空穴的生长速率很小，太小而不能再现所观察到的精细结构通量。在孔的寿命内将辐射捕获在孔内有助于额外地放大辐射，但是引入了其他问题。这一整套问题将被详细讨论，并与全球马蹄形分布的辐射进行比较。孔的内部在略高于发射的频率下产生弱吸收。吸收率大约比辐射的增长率低两个数量级，因此即使在发射带和吸收带重叠时吸收率也很弱。变换到静止观测者坐标系，发现辐射相对于磁场倾斜。对于接近孔，辐射频率甚至可以超过局部电子回旋频率。
2011-10-17 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.space-ph
Particle acceleration by sub-proton cyclotron frequency spectrum of dispersive Alfven waves in inhomogeneous solar coronal plasmas
本研究通过PIC模拟发现，色散阿尔芬波频率谱不影响电子加速，但增加氦离子加热；波碰撞导致间歇性加速和扭结振荡，并引起功率谱陡化。
2023-12-22 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Unusual periodic modulation in the radio emission of the methane dwarf binary WISEP J101905.63+652954.2
本研究利用LOFAR望远镜长期监测甲烷矮星双星J1019+65的射电辐射，新发现约0.787小时的额外周期信号，推测可能来自系统内第二颗褐矮星的自转调制，同时统计得到该类天体120-168MHz回旋辐射的占空比与射电明亮占比。
2025-10-29 astro-ph.SR
Multi-strand coronal loop model and filter-ratio analysis
我们将日冕环模拟为一束七条独立的线或细丝。在这个模型中使用的每一个环链都可以通过波粒相互作用被阿尔文/离子回旋波独立加热（靠近它们的左足点）。假设阿尔文波从它们的足点穿透线，在足点处我们考虑不同的波能输入。因此，环股可以有不同的加热曲线，和差异加热可以导致在整个日冕环的交叉场温度变化。用这个环模型模拟TRACE观测结果意味着沿环长度有两个均匀的温度，一个是从171：195的滤波器比率推断的，另一个是从171：284的比率推断的。再现的平坦的温度分布与从观测到的EUV日冕环推断的温度分布一致。根据我们的模型，平坦的温度分布是由细丝组成的日冕环的结果，这些细丝具有不同的温度，但在交叉场方向上几乎相似的发射测量。此外，当我们假设模拟环路发射中的某些误差时（例如，由于TRACE滤光片中的光度不确定性）并使用三重滤光片分析，我们的模拟回路条件变得与等温等离子体的条件一致。这意味着使用TRACE/EIT三重滤波器观测暖日冕环可能无助于确定是否满足交叉场等温假设。
2009-11-18 astro-ph.SR
Auroral Radio Emission from Stars: the case of CU Virginis
室女座CU是一颗快速旋转的磁性化学特殊恒星，目前具有独特的无线电发射特性。最有趣的是存在强烈的，100%的圆偏振辐射归因于回旋脉塞。每一次恒星旋转，这种高度光束发射点两次指向地球，就像脉冲星一样。我们在2010年4月观察了CU Vir，EVLA在两个频段，中心在1450和1850 MHz。我们几乎覆盖了整个旋转周期，确认存在的两个脉冲的通量密度高达20毫焦耳。以前所未有的光谱和时间灵敏度获得的动态光谱使我们能够清楚地看到作为频率函数的不同时间延迟。我们将这种行为解释为恒星磁层内辐射的传播效应。这一新出现的情况表明，它与行星的极光无线电发射有着有趣的相似之处，特别是与地球的极光千米辐射（AKR）有着相似之处，后者起源于磁极上方几个地球半径处，直到最近才被发现具有高度辐射。我们的结论是，CU Vir，地球和其他行星的磁层，也可能是系外行星，可能有类似的几何和物理特性的回旋脉泽产生的区域。此外，脉冲是旋转周期的完美“标记”。这使我们第一次有可能以非凡的精度测量主序星或主序星附近恒星的自旋下降。
2011-07-04 astro-ph.SR
Harmonic ECME Excited by Energetic Electrons Travelling Inside A Coronal Loop
要完全了解太阳射电爆发，需要发展能够将大规模活动与动力学等离子体过程联系起来的数值技术。作为起点，本研究提出了一种结合三种不同技术的数值方案：（1）外推覆盖特定活动区域的磁场以导出背景场，（2）引导中心模拟选定环内数百万粒子的动力学以揭示环的某些部分周围的积分速度分布函数（VDF），（3）用PIC方法模拟了由所得到的分布引起的高能电子驱动的动力学不稳定性。在不同的水平（弱，中等，和强），由于波/粒子相互作用的散射效应被认为是使用规定的时间尺度的散射。结果表明，所获得的VDF包含正梯度的带状和损失锥特征，这两种特征都能驱动电子回旋脉泽发射（ECME），ECME是某些太阳射电爆发，特别是太阳射电尖峰的一种可行的辐射机制.带状特征在驱动谐波X模式中是重要的，而损耗锥特征在驱动基本X模式中可能是重要的。在弱散射的情况下，高能电子向X2的能量转换率可以达到~2.9 * 10^-3 Ek 0，其中Ek 0是高能电子的初始动能。这项研究展示了一种在太阳耀斑期间在日冕中激发X2模的新方法，并为太阳耀斑期间如何在日冕环内产生逃逸辐射提供了新的视角。
2021-01-05 astro-ph.SR
Diagnostic functions of solar coronal magnetic fields from radio observations
在太阳物理学中，直接从太阳上层大气（包括色球层和日冕）中观测到的磁场是一个很大的挑战。射电观测被认为是诊断太阳色球和日冕磁场最可行的方法。然而，由于太阳射电辐射机制的复杂性和多样性，以往的研究仅从太阳射电观测中给出了特定机制下磁场的隐含诊断函数。本文收集整理了从太阳射电观测中诊断日冕磁场的各种方法，并将其表达为一组显式诊断函数。特别是，这项工作补充了其他评论中遗漏的一些重要诊断方法。这套诊断功能可以完全覆盖太阳色球层和日冕的所有区域，包括平静区、活动区和耀斑源区。同时，它还包括非相干辐射，如热等离子体的韧致辐射以上的安静区，回旋和回旋同步辐射的磁化热等离子体和温和的相对论性非热电子以上的活动区，以及相干等离子体辐射周围的耀斑源区域。利用这套诊断函数和相关的宽带太阳射电成像观测资料，我们可以得到太阳大气中几乎所有区域的磁场，这可能有助于我们充分利用新一代太阳射电望远镜（如MUSER、EVOSA和未来的FASR等）的光谱成像观测资料。研究太阳活动，为灾害性空间天气事件的预报提供可靠依据。
2022-06-07 astro-ph.SR
Electron beam induced radio emission from ultracool dwarfs
本文对电子束驱动和损耗锥驱动的电子回旋脉塞（ECM）在不同等离子体参数和不同磁场强度条件下，在相对较小的区域和较短的时间尺度上进行了数值模拟，试图解释最近发现的来自超冷矮星的强射电辐射。我们发现，大量的电磁场能量可以有效地释放从束驱动ECM，这迅速加热周围的等离子体。在速度空间中快速发展的高能电子尾（由ECM的加热过程产生）可以产生取决于外部磁场和电子束电流的初始强度的无线电连续谱。从模拟中可以得到电磁波的显著的线极化和圆极化。模拟的无线电波的频谱能量分布表明，谐波可能出现在10至70 $ν_{\rm pe}$（$ν_{\rm pe}$是电子等离子体频率）在非相对论的情况下，从10至600 $ν_{\rm pe}$在相对论的情况下，这使得它很难找到基本的回旋频率在所观察到的射频。因此，未来的无线电观测应涵盖一个宽频带。
2012-04-10 astro-ph.SR
Downward transport of electromagnetic radiation by electron holes?
一个有吸引力的机制辐射传输的电子空穴从磁层极光腔源区到电离层，甚至可能到大气层的检查。由于X模式的激发和传播特性，对于频率刚好低于局部电子回旋频率$ω\lesssim ω_{ce}$的辐射的通常共振激发，这种机制被证明是非常不可能的。只有当极光电离层局部穿孔，密度足够低，允许电子空穴随极光电子束向下移动到低海拔时，它才能起作用。如果更高的电子回旋谐波$ω\sim \ell ω_{ce}, ~\ell= 2,3,...$的共振激发成为可能，这是一种尚未探索的机制，那么在洞内激发的辐射可以被传输到比产生的更低的高度。如果发生这种情况，辐射将提供另一种磁层等离子体和大气之间的耦合机制。保留字：电子回旋脉塞，电子空穴，极光加速，极光辐射精细结构，极光千米辐射，木星射电辐射，行星射电辐射
2012-08-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Auroral kilometric radiation and electron pairing
我们认为，靠近镜点的极光向上流区域中弹跳的中能电子配对可能在驱动电子回旋脉泽不稳定性方面发挥作用，以在极光千米辐射中产生逃逸的窄带精细结构。我们在回旋管近似中处理这种机制，为了简单起见，使用弱相对论性狄拉克分布的极端情况，而不是更现实的各向异性尤特纳分布。给出了带宽、频率漂移和空间位置的有希望的估计。
2020-07-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Radio masers on WX UMa: hints of a Neptune-sized planet, or magnetospheric reconnection?
附近的M矮星WX Uma最近被LOFAR在无线电波段探测到。结合其观察到的亮度温度和圆偏振分数表明，通过电子回旋脉泽不稳定性产生的排放。有两种不同的机制被提出来为低质量恒星的这种发射提供动力：要么是恒星磁场和轨道行星之间的亚阿尔夫文相互作用，要么是恒星磁层边缘的重联。在本文中，我们调查这两种机制的可行性，利用恒星周围的等离子体环境的信息，从模拟其恒星风。利用这些信息，我们表明，海王星大小的系外行星的磁场强度为10-100 G的轨道在~0.034 AU可以准确地再现观测到的无线电发射从恒星，相应的轨道周期为7.4天。由于恒星的倾角，在赤道轨道上的行星不太可能经过恒星。虽然这样一颗行星可能会引起径向速度半振幅从7到396 m s $^{-1}$，但由于宿主恒星的活动，这种信号不太可能用现有技术检测到。我们的行星引起的无线电发射模型在这里的应用说明了其令人兴奋的潜力，作为一个新的工具，从长期的无线电监测识别行星托管候选人。我们还开发了一个模型来研究重新连接供电的排放情况。虽然这种方法产生的结果不如行星引起的情景，但它仍然是一种潜在的替代排放机制，值得进一步探讨。
2022-05-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
The magnetic field strength of a methane dwarf measured from its radio spectral cutoff
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内库克天文研究所）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）
研究通过对甲烷矮星双星的射电观测，利用其射电频谱截止测量磁场强度。结果发现基于能量平衡的标度律预测过高，基于洛伦兹 - 科里奥利力平衡的标度律与之相符，强调多频率监测对确定场产生标度律的重要性。
2026-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Expansion of Solar Coronal Hot Electrons in an Inhomogeneous Magnetic Field: 1-D PIC Simulation
炽热电子在耀斑磁环中的膨胀对于理解太阳耀斑的动力学是至关重要的。在本文中，我们调查，为第一次，超热电子在磁镜场的基础上的一维粒子模拟（PIC）的输运。小俯仰角的热电子输运到冷等离子体中，导致冷等离子体中的朗缪尔波和热等离子体中的离子声波的产生。磁镜可以限制大俯仰角电子，导致电子平行和垂直温度演化时间尺度不同。这将导致电子温度各向异性的形成，从而在热电子和冷电子之间的界面附近产生哨声波。哨声波可以通过回旋共振将大俯仰角电子散射到较小的值，导致电子从热区逃逸。这些结果表明，哨声波在电子在耀斑磁环中的输运过程中可能起着重要的作用。本研究的发现为理解太阳耀斑的电子动力学提供了一些新的见解。
2019-11-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Torsional Alfven Oscillation in the Regime of Firehose Instability as a Mechanism of Plasma Stratification in a Laboratory Experiment on Modeling a Coronal Arch
A. V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加蓬诺夫-格列霍夫应用物理研究所）；Lobachevsky University（罗巴切夫斯基大学）
实验室实验中通过火舌不稳定性 regime 激发反扭阿尔文振荡，导致等离子体分层现象，揭示了等离子体在磁场中的分布机制。
2024-12-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Wave emission of non-thermal electron beams generated by magnetic reconnection
太阳耀斑中的磁重联能有效地产生非热电子束。当高能电子沿着磁场线传播通过周围等离子体时，高能电子又可以通过微观等离子体不稳定性引起无线电波。我们的目的是研究快速移动电子束（FEBs）引起的波发射与动力学磁重联产生的特征非热电子速度分布函数（EVDFs）：两个流EVDFs沿分界线和扩散区，和垂直的新月形EVDFs靠近扩散区。为此，我们在这项研究中利用2.5D完全动力学粒子在细胞（PIC）代码模拟。我们发现：（1）两股流EVDF加上背景离子对电子/离子（流）不稳定性是不稳定的，由于净电流，电子/离子（流）不稳定性引起离子声波和朗缪尔波。这可能导致在扩散区和重联分界线中的多谐波等离子体发射。(2)垂直月牙形EVDF可以通过重联扩散区的电子回旋脉塞不稳定性产生多个谐波电磁电子回旋波。我们的结果适用于利用无线电波观测诊断控制太阳耀斑中磁重联的等离子体参数。
2022-05-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Observation of an Extraordinary Type V Solar Radio Burst: Nonlinear Evolution of the Electron Two-Stream Instability
针对太阳V型射电暴与III型射电暴的关联机制问题，通过观测2021年5月7日e-CALLISTO记录的独特V型事件，揭示其圆偏振特性及漂移速度差异，提出电子束驱动双流不稳定性进入非线性阶段激发EFI并产生ECM辐射的新场景，为行星际电子束演化研究提供依据。
2024-12-02 astro-ph.SR
An alternative form of the fundamental plasma emission through the coalescence of Z-mode waves with whistlers
等离子体发射（PE），即，等离子体频率及其二次谐波的电磁辐射是发生在天体物理和实验室等离子体中的一般过程。流行的理论提出了一个多阶段的过程归因于梁激发朗缪尔波与离子声波的共振耦合。在这里，我们研究了另一种可能性的基本PE诱导的Z模式和哨声（W）波的共振耦合。早期的研究对等离子体中这一过程的可行性和意义存在争议。本文证明了三波共振相互作用（Z+W！O）可以在基于磁离子理论的宽参数范围内得到满足，证明了这种过程的发生，并进一步利用波泵浦的粒子模拟（PIC）来评估从泵浦Z或W模式到基O模式的能量转换率。这项研究提出了一种替代形式的基本PE，这可能会发挥作用，在各种天体物理和实验室的情况下，Z和W模式很容易通过电子回旋脉泽不稳定性激发。
2021-04-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Detection of long-lasting aurora-like radio emission above a sunspot
本研究探测到太阳黑子上方持续类极光射电爆发，其特征与行星及小质量恒星的极光射电辐射类似，分析表明辐射源于黑子附近耀斑产生的高能电子的ECM辐射，为太阳及耀星的类极光射电辐射提供新解释。
2023-10-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Small-scale inhomogeneity effects on coherent solar radio emission
本文利用2.5维PIC模拟研究日冕等离子体不均匀性对环束高能电子激发射电波的影响，发现束流与ECM不稳定性可被触发并产生斑马条纹频谱，且不均匀密度或温度影响波的带宽和位置，可用于诊断太阳射电暴源区等离子体性质。
2025-02-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
