Stereoscopic Observations of Solar Radio Emissions by the S/WavesInstrument onboard the STEREO Spacecraft

Abstract

This PhD thesis is primarily dedicated to a study of type III radio bursts observed by the S/Waves instrument onboard Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO). These emissions are produced by beams of suprathermal electrons escaping the corona along open magnetic field lines during increased solar activity. As fast electrons propagate in the interplanetary (IP) medium, Langmuir waves are generated at the local electron plasma frequency fpe by a bump-on-tail instability and can be afterwards converted by a non-linear process into radio emissions at fpe and/or 2fpe: type III radio bursts. We have developed a goniopolarimetric (GP, also referred to as direction-finding) inversion using the Singular Value Decomposition (SVD) technique for electric measurements on three non-orthogonal antennas. It allows us to retrieve both wave vector directions and polarization properties of incident waves. We have also investigated the influence of extended sources (as a typical feature of type III radio bursts) on measured spectral matrices. We have found an empirical relation between apparent source sizes and spectral matrices decomposed by SVD. Abovementioned techniques have been extensively tested on data obtained by the High Frequency Receiver (HFR, a part of S/Waves). We have performed statistical analysis of a...

Tato dizertacní práce je venována studiu slunecních rádiových emisí typu III pozorovaných prístrojem S/Waves na družicích projektu Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO). Tyto rádiové emise jsou generovány svazky horkých elektronu unikajících z koróny behem zvýšené slunecní aktivity. Tyto elektronové svazky excitují v meziplanetárním prostoru elektrostatické Langmuirovy vlny na lokální elektronové frekvenci fpe díky "bump-on-tail" nestabilite. Langmuirovy vlny mohou být konvertovány na rádiové emise typu III na frekvenci fpe anebo 2fpe. Za pomoci metody singulárního rozkladu (SVD) jsme vyvinuli goniopolarimetrickou (GP) inverzi pro merení elektrického pole na obecne neortogonálních anténách. Tato inverze nám poskytuje jak smer vlnového vektoru tak polarizacní vlastnosti príchozí vlny. Rovnež jsme prozkoumali vliv velikostí rádiových zdroju (jež jsou typické pro rádiové emise typu III) na spektrální matice. Nalezli jsme empirický vztah mezi velikostí zdroje a rozloženou spektrální maticí za pomocí SVD. Výše zmínené metody byly použity na datech namerených vlnovým analyzátorem HFR (High Frequency Receiver, cást prístroje S/Waves). Porovnali jsme spektrální výkony a výsledky GP analýzy nekolika intenzivních rádiových emisí typu III pozorovaných na družicích STEREO a Wind (jež používá spinovou...