Configuração da Estação Trieste CALLISTO e Observações de Explosões de Rádio Solar por A. Marassi e C. Monstein – Comunidade de Radioastrônomos Solares Europeus - Nerd Ciência
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Uma explosão de rádio solar (SRB) é a intensa emissão de rádio solar, muitas vezes relacionada a uma erupção solar e um dos eventos climáticos espaciais possivelmente extremos que podem afetar a ionosfera da Terra e a propagação do sinal, comunicação sem fio, redes elétricas e sistemas de navegação. Se ocorrer um SRB com o aprimoramento do fluxo de rádio da banda L, ele poderá influenciar os sinais dos Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) por meio de interferências diretas de ondas de rádio. Os principais eventos climáticos espaciais, como explosões solares e ejeções de massa coronal, geralmente são acompanhados por rajadas de rádio solar, que podem ser usadas para uma previsão do tempo espacial em tempo real (White, 2007).
Eles são classificados em cinco tipos principais (McLean e Labrum 1985 e outros), em grande parte com base em como eles aparecem em observações de espectro dinâmico de espectrógrafos de rádio.
Vários instrumentos de rádio foram desenvolvidos para monitorar a atividade de rádio solar, incluindo interferômetros, espectrômetros e espectrômetros de imagem (Zucca et al. 2012).
O espectrômetro CALLISTO é um receptor heteródino programável projetado na ETH Zurique, Suíça (Benz et al. 2005) durante 2006 no âmbito do Ano Heliofísico Internacional (IHY2007) e da Iniciativa Internacional de Clima Espacial (ISWI). CALLISTO é um acrônimo para 'Ccomposto UMAastronômico euow frequência euow custo EUinstrumento para Spetroscopia e Tcompatível Oconservatório'.
Vários espectrômetros CALLISTO são implantados em todo o mundo e juntos formam a rede e-Callisto (Benz et al. 2009). Um mapa da distribuição atual dos instrumentos e-Callisto em 10 de março de 2021 é mostrado na Figura 1.
Figura 1. Mapa em tempo real da distribuição atual dos instrumentos Callisto 10 de março de 2021 16:05:04 UTC. Um ponto pode representar até 5 instrumentos.
Neste artigo descrevemos o Estação Trieste CALLISTO, o arquivo digital da rede local e-Callisto, Trieste CALISTO Sistema de Detecção e Visualização de Rajadas de Rádio disponível via web.
Figura 2. Instalação da estação Trieste CALLISTO em Basovizza
A estação Trieste CALLISTO (http://radiosun.oats.inaf.it) foi estabelecida em 2012 na Estação de Observação Basovizza (45°38'37" N, 13°52'34 E", 398m acima do MSL) operada pela Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) – Observatório Astronômico de Trieste (Itália) para estudar as explosões de rádio solar e a resposta da ionosfera e do campo geomagnético da Terra.
Três espectrógrafos CALLISTO estão atualmente instalados na Estação Trieste CALLISTO (ver Figura 2), amostrando o espectro de rádio nas bandas de 45-80 MHz, 220-420 MHz e 905-1730 MHz com um total de 600 canais de frequência e uma resolução temporal de 250 ms por varredura.
Esta configuração dos receptores CALLISTO e a utilização de uma antena Yagi VHF I de 2 elementos, uma antena LPDA de banda larga 130-1000 MHz e uma antena LPDA cruzada usando um conversor descendente de frequência, projetado e construído por um dos autores, permite uma boa amostragem dos espectros com um sistema de baixo custo. Desde junho de 2012, uma série de rajadas de rádio Tipo I, II, III, IV e V foram detectadas (veja o exemplo na Figura 3), apesar do nível de RFI do local.
Figura 3. Tipo III (esquerda) e explosão tipo II (centro) com dados de fluxo de raios X GOES sobrepostos no espectrograma
Um site específico (http://radiosun.oats.inaf.it) foi configurado para acessar os dados locais da Estação Trieste CALLISTO (quicklooks/arquivos FIT) por data, juntamente com o relatório diário de eventos solares NOAA da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica e o gráfico de fluxo GOES X-RAY.
Um sistema experimental de detecção automática de rajadas de rádio também está ativo. Seus resultados são mostrados clicando nos três botões correspondentes às três diferentes bandas de frequência monitoradas (veja a captura de tela de exemplo na Figura 4): são oferecidos links para os arquivos FIT dos espectrogramas contendo rajadas, quicklooks e os tempos de aparecimento das rajadas.
Figura 4. Resultados da detecção automática de rajadas de rádio
Três espectrógrafos CALLISTO estão atualmente instalados na Estação Trieste CALLISTO, amostrando o espectro de rádio nas faixas de 45-80 MHz, 220-420 MHz e 905-1730 MHz com um total de 600 canais de frequência e uma resolução temporal de 250 ms por varredura.
Desde junho de 2012, uma série de rajadas de rádio Tipo I, II, III, IV e V foram detectadas, apesar do nível de RFI do local. Como exemplo, de 1rua Novembro de 2020 a 14º Outubro 2021 estação Trieste CALLISTO gravada 122 rajadas.
Alguns esforços para detectar automaticamente rajadas de rádio solar foram realizados e um algoritmo de detecção simples aplicado apenas à estação Trieste CALLISTO está atualmente ativo e produz resultados afetados por vários falsos positivos devido a RFI. Outros algoritmos de detecção estão atualmente sendo estudados aplicados tanto a dados locais apenas quanto a várias estações CALLISTO para superar RFI e ruído. Um algoritmo de detecção de aprendizado profundo está em desenvolvimento para detectar os raios registrados nos espectrogramas, aproveitando o grande número de impactos nesta área que podem ser usados ​​nos conjuntos de treinamento e teste.
Assim que possível, as observações da banda L serão realizadas usando um prato de 3 metros, agora em manutenção. Este fato irá melhorar a sensibilidade e a relação S/R, considerando a largura estreita do feixe do prato que segue o Sol.
Baseado em um artigo recente: A. Marassi e C. Monstein, 2022, Configuração da estação Trieste CALLISTO e observações de rajadas de rádio solarAvanços na Pesquisa Espacial, 69, Páginas 2589-2600 DOI: 10.1016/j.asr.2021.12.043
Benz, AO, Monstein, C., Meyer, H., 2005. Callisto Um Novo Conceito para Espectrômetros de Rádio Solar. Sol. Física 226, págs. 143 – 151
Benz, AO, Monstein, C., Meyer, H., et al, 2009. Uma Rede Mundial de Espectrômetros de Rádio Solar: e-CALLISTO. Planetas Terra Lua 104, pp. 277 – 285.
McLean J., Labrum NR, 1985. Solar Radiophysics, Studies of Emission from the Sun at Meter Wavelengths. Cambridge University Press, Nova York
Zucca, P., Carley, EP, McCauley, J., et al, 2012. Observações de Explosões de Rádio Solar de Baixa Frequência do Observatório Solar-Terrestre de Rosse. Sol. Física 280(2), págs. 591–602
*Alessandro MarassiumaChristian Monsteinb
umaINAF – Observatório Astronômico de Trieste, via GiamBattista Tiepolo, 11 34143 Trieste (Itália), bInstituto de Pesquisa Solar (IRSOL), Universidade da Suíça Italiana (USI) CH-6605 Locarno-Monti (Suíça)
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