@PhDThesis{Pinto:2015:DiExSo,
author = "Pinto, Tereza Satiko Nishida",
title = "Diagn{\'o}stico de explos{\~o}es solares em microondas
atrav{\'e}s da reconstru{\c{c}}{\~a}o da din{\^a}mica de
el{\'e}trons injetados em um campo magn{\'e}tico
constru{\'{\i}}do pela teoria de campos livres de for{\c{c}}a",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2015",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2015-02-23",
keywords = "atividade solar, explos{\~o}es solares, campo magn{\'e}tico
livre de for{\c{c}}as, emiss{\~a}o microondas, emiss{\~a}o
n{\~a}o t{\'e}rmica, solar activity, solar flares, force-free
magnetic fields, microwave emission, nonthermal emission.",
abstract = "Observa{\c{c}}{\~o}es da emiss{\~a}o eletromagn{\'e}tica das
explos{\~o}es solares indicam indiretamente que regi{\~o}es
ativas s{\~a}o ambientes de campo magn{\'e}tico complexo e
inomog{\^e}neo. A emiss{\~a}o em microondas e devida ao
mecanismo girossincrotr{\^o}nico, portanto sens{\'{\i}}vel a
dire{\c{c}}{\~a}o e intensidade do campo magn{\'e}tico, bem
como a densidade e distribui{\c{c}}{\~a}o de el{\'e}trons
n{\~a}o t{\'e}rmicos na regi{\~a}o. Por{\'e}m, n{\~a}o existe
uma descri{\c{c}}{\~a}o acurada do campo magn{\'e}tico e da
popula{\c{c}}{\~a}o de el{\'e}trons nessa regi{\~a}o durante
uma explos{\~a}o solar. Historicamente, modelos bidimensionais e
tridimensionais com campos magn{\'e}ticos dipolares foram
utilizados. Estudos mais recentes incorporaram assimetrias aos
campos sob a forma de pontos de converg{\^e}ncia
assim{\'e}tricos na fotosfera ou arcos m{\'u}ltiplos. A
descri{\c{c}}{\~a}o dos el{\'e}trons avan{\c{c}}ou na
dire{\c{c}}{\~a}o de resolver as equa{\c{c}}{\~o}es de
Fokker-Planck para diferentes tipos de inje{\c{c}}{\~o}es e
produzindo distribui{\c{c}}{\~o}es relevantes para a
din{\^a}mica dos eventos observados. Combinar esses dois aspectos
numa {\'u}nica an{\'a}lise envolve um grande n{\'u}mero de
vari{\'a}veis e demanda grande esfor{\c{c}}o
matem{\'a}tico-computacional. Neste trabalho, foi desenvolvida
uma metodologia forward fitting de modelagem do campo
magn{\'e}tico e de propriedades dos el{\'e}trons para ajustar
espectros e imagens observadas pelo R{\'a}dio Heli{\'o}grafo e
R{\'a}dio Polar{\'{\i}}metro de Nobeyama. Essa metodologia
baseia-se num m{\'e}todo de otimiza{\c{c}}{\~a}o para varrer o
espa{\c{c}}o de par{\^a}metros, o Pikaia. Ele seleciona o melhor
modelo comparando classes de modelos {\`a}s
observa{\c{c}}{\~o}es e selecionando aqueles de menor
diferen{\c{c}}a. Para calcular esses modelos, fez-se o
c{\'a}lculo da transfer{\^e}ncia radiativa da
radi{\c{c}}{\~a}o girossincrotr{\^o}nica em microondas num
ambiente magn{\'e}tico descrito pelo modelo do campo
magn{\'e}tico livre de for{\c{c}}as. Os el{\'e}trons emissores
s{\~a}o descritos por uma distribui{\c{c}}{\~a}o n{\~a}o
t{\'e}rmica em energia e por uma distribui{\c{c}}{\~a}o
espacial que simula concentra{\c{c}}{\~o}es no topo ou nos
p{\'e}s dos arcos magn{\'e}ticos, dentre outras assimetrias.
Esse m{\'e}todo foi aplicado {\`a} explos{\~a}o solar
SOL2006-12-13T02:21 classe GOES X3,4, observada na regi{\~a}o
ativa AR 10930. Foram calculados mapas de distribui{\c{c}}{\~a}o
de brilho em quatro frequ{\^e}ncias e os melhores modelos
reproduziram espectros e alguns aspectos geom{\'e}tricos das
imagens observadas. ABSTRACT: Solar are microwave emission
observations show indirectly that active regions are a complex and
inhomogeneous magnetic environment. The microwave emission is due
to the gyrosynchrotron emission mechanism, sensible to magnetic
field as well as to the nonthermal electrons density and spatial
distribution. However, so far there are no accurate descriptions
of magnetic field and electrons population features during the
are. Bidimensional and tridimensional magnetic field models have
been used and more recent works incorporated assymetries such as
magnetic convergence points at the photosphere or multi-thread
models. The electron description evolved in the direction of
solving Fokker-Planck equations for different kinds of injections
producing relevant distributions in the observed electron
dynamics. Combining these two features in a single analysis method
involves several unknown variables and requires great mathematical
and computational efforts. In this work, a forward fitting
methodology was developed to model the magnetic field and the
electrons properties in order to reproduce spectra and images
observed by the Nobeyama Radio Heliograph and Polarimeters. This
methodology is based on Pikaia, an optimization scheme to search
in the parameters' space and to select the best combination by
comparing families of models to the observations. To calculate
these models, gyrosynchrotron radiation transfer is performed
through a magnetic medium described by the force free magnetic
field model. Emitting electrons are described by a nonthermal
energy distribution and spatial distributions assume footpoint or
looptop concentrations in the magnetic loops, among other
asymetries. The method was applied to the X3.4 GOES class event
SOL2006-12-13T02:21 that occured on active region AR 10930.
Brightness maps in four frequencies were calculated and were able
to reproduce spectra and some geometric aspects of the
observations.",
committee = "Correia, Em{\'{\i}}lia (presidente) and Costa, Joaquim Eduardo
Rezende (orientador) and Valio, Adriana Benetti Marques and
Vieira, Luis Eduardo Antunes and Castro, Carlos Guilhermo
Gim{\'e}nez de and Raulin, Jean-Pierre",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Solar flare microwave dignosis by construction of injected
electron dynamics using the force free magnetic field model",
language = "pt",
pages = "110",
ibi = "8JMKD3MGP7W/3HSJTL5",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3HSJTL5",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}