3次元磁気流体シミュレーションによる天体の磁場の起源と磁気プラズマ活動現象の研究

• Project/Area Number: 05J10491
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 磯部 洋明 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: コロナ加熱 / 微細水平磁場 / 磁気流体シミュレーション / 磁気対流 / 局所ダイナモ / 磁気リコネクション / プロミネンス噴出 / 太陽物理学 / 対流 / 磁気流体力学 / 数値シミュレーション / ひので / 可視光観測 / フィラメント噴出 / 浮上磁場 / 太陽フレア

Research Abstract

今年度の最大の成果は、磁気流体シミュレーションによる太陽光球面微細水平磁場の存在の予言と、ひので衛星による発見である。太陽光球では光球面に垂直な磁場が支配的であるとこれまで信じられてきたが、太陽の対流層からコロナまでを含む領域の大規模磁気流体シミュレーションの結果、対流層中の乱流的な磁場が対流運動により光球面に浮上し、その結果微細な水平磁場が光球面を満たしていること、それらの微細な水平磁場が光球、彩層での磁気リコネクションを通じてコロナの加熱と太陽風の加速にも重要な役割を果たしていることが示唆された。この結果を元にひので衛星可視光望遠鏡で光球面の高時間分解偏光観測を行い、そのデータを解析したところ、対流運動に対応した微細な水平磁場が至るところに発見された。これは本研究課題の開始前、またひので衛星の打ち上げ前には予想されていなかった新しい発見である。磁場の起源という点からは、微細水平磁場の存在は、局所ダイナモ、α効果といった太陽全体磁場形成プロセスの重要な構成要素に関して、これまでにない新しい情報をもたらす可能性がある。また磁気活動現象という点からは、微細水平磁場というこれまで考慮されていなかった要素が、コロナの加熱に大きく寄与している可能性を指摘した点に大きな意義がある。
他の成果としては、まずプロミネンスの振動現象の解析から、振動現象がプロミネンス噴出メカニズムの理論モデルに与えうる制限を議論した。これはいわゆるプロミネンスサイスモロジーと呼ばれる手法を噴出メカニズムに応用した最初の研究である。またひのでが観測した可視光フレアのデータ解析を行い、長年の未解決問題であるフレアの可視連続光の増光メカニズムに関して、加熱された彩層からのback-warming効果が効いていることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Convection-Driven Emergence of Small Scale Magnetic Fields and Their Role in Coronal Heating and Solar Wind Acceleration (2008)
  • Author(s): Isobe, H., Proctor, M.R.E., Weiss, N.O.
  • Journal Title: The Astrophyiscal Journal Letters (印刷中)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transient Horizontal Magnetic Fields in Solar Plage Regions (2008)
  • Author(s): Ishikawa, R., Tsuneta, S., Ichimoto, K., Isobe, H., Katsukwa.Y., Lites, B.W., Nagata, S., Shimizu, T., Shine.R.A., Suematsu, Y., Tarbell, T.D., Title, A.M.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics 481 Pages: 25-28
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Active Region Jet Observed with Hinode (2008)
  • Author(s): Chifor, C., Young, P.R., Isobe, H., Mason, H.E., Tripathi, D., Hara, H., Yokoyama, T.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics 481 Pages: 57-60
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Flare Ribbons Observed with G-band and FeI 6302A,Filters of the Solar Optical Telescope on Board Hinode (2007)
  • Author(s): Isobe, H., Kubo, M., Minoshima, T., Ichimoto, K., Katsukawa, Y., Tarbell, T. D., Tsuneta, S., Berger, T. E., Lites, B., Nagata, S., Shimizu, T., Shine, R. A., Sueatsu, Y., Title, A.M.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Large-Amplitude Oscillation of an Erupting Filament as Seen in EUV, Hα, and Microwave Observation (2007)
  • Author(s): Isobe, H., Tripathi, D., Asai, A., Jain, R.
  • Journal Title: Solar Physics 246 Pages: 89-99
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Triggering Mechanism for the Filament Eruption on 2005 September 13 in NOAA Active Region 10808 (2007)
  • Author(s): Nagashima, K., Isobe, H., Yokoyama, T., Ishii, T.T., Okamoto, T.J., Shibata, K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 668 Pages: 533-545
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-Dimensional MHD Simulations of Emerging Flux and Associated Magnetic Reconnection (2007)
  • Author(s): Isobe, H., Miyagoshi, T., Shibata, K., Yokoyama, T.
  • Journal Title: New Solar Physics with Solar-B Mission ASP Conference Series 369 Pages: 355-366
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetohydrodynamic Numerical Simulatiohs of Emerging Flux Tube for studying Effects of Twist Intensity (2007)
  • Author(s): Miyagoshi, T., Isobe, H., Yokoyama.T., Shibata, K.
  • Journal Title: New Solar Physics with Solar-B Mission ASP Conference Series 369 Pages: 377-380
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-Dimensional Filament Eruption Driven by an Emerging Flux (2007)
  • Author(s): Notoya, S., Yokoyama, T., Kusano, K., Sakurai, T., Miyagoshi, T., Isobe, H., Yamamoto, T.
  • Journal Title: New Solar Physics with Solar-B Mission ASP Conference Series 369 Pages: 381-384
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] XRT and EIS Observations of Reconnection Associated Phenomena (2007)
  • Author(s): Shiota, D., Isobe, H., Brooks, D.H., Chen, P.F., Shibata, K.
  • Journal Title: New Solar Physics with Solar-B Mission ASP Conference Series 369 Pages: 439-442
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetohydrodynamic Simulation of Emerging Flux Region of the Sun (2007)
  • Author(s): Isobe, H., Miyagoshi, T., Shibata, K., Yokoyama, T., Matsumoto, R.
  • Journal Title: Journal of the Earth Simulator 7 Pages: 3-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 太陽大気における磁気流体ダイナミックスのシミュレーション (2007)
  • Author(s): 磯部 洋明
  • Journal Title: Journal of Plasma Fusion Research 83 Pages: 742-746
  • NAID: 110006418623
• [Journal Article] Ellerman bombs and jets associated with resistive flux emergence (2007)
  • Author(s): Isobe, H., Tripathi, D., Archintis, V
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 657
• [Journal Article] The early phases of a solar prominence eruption and associated flare : a multi-wavelength analysis (2006)
  • Author(s): Chifor, C., Mason, H.E., Tripathi, D., Isobe, H., Asai, A
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics 458 Pages: 965-965
• [Journal Article] On the propagation of brightening after filament/promience eruptions, as seen by SoHO-EIT (2006)
  • Author(s): Tripathi, D., Isobe, H., Mason, H.E.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics 453 Pages: 1111-1111
• [Journal Article] Three-Dimensional Simulation of Solar Emerging Flux Using the Earth Simulator I. Magnetic Rayleigh-Taylor Instability at the Top of Emerging Flux as the Origin of Filamentary Structure (2006)
  • Author(s): Isobe, H., Miyagoshi, T., Shibata K., Yokoyama, T.
  • Journal Title: Publication of Astronomical Society of Japan 58 Pages: 423-423
• [Journal Article] 地球シミュレータを用いた太陽浮上磁場領域の大規模シミュレーション (2006)
  • Author(s): 磯部洋明
  • Journal Title: 天文月報 2006年2月号 Pages: 66-66
  • NAID: 10016952986
• [Journal Article] Measurement of the Energy Release Rate and the Reconnection Rate in Solar Flares (2005)
  • Author(s): HiroaKi Isobe, HiroyuKi Takasaki, Kazunari Shibata
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 632 Pages: 1184-1184
• [Journal Article] Self-Consistent Magnetohydrodynamic Modeling of a Coronal Mass Ejection, Coronal Dimming, and a Giant Cusp-shaped Arcade Formation (2005)
  • Author(s): D.Shiota, H.Isobe, P.F.Chen, T.T.Yamamoto, T.Sakajiri, K.Shibata
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 634 Pages: 663-663
• [Journal Article] Formation and Dynamics of Current Sheets (2005)
  • Author(s): Hiroaki Isobe
  • Journal Title: Proceedings of the International Scientific Conference on Chromospheric and Coronal Magnetic Fields ESA SP-596
• [Presentation] 微細水平磁場の彩層、コロナ、太陽風への影響 (2008)
  • Author(s): 磯部 洋明
  • Organizer: 日本天文学会2008年春期年会
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 磁気リコネク.ションで粒子加速が起こる条件 (2008)
  • Author(s): 磯部 洋明、今田 晋亮、岡 光夫
  • Organizer: 日本天文学会2008年春期年会
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] An X-ray/EUV jet associated with photospheric cancellation (2008)
  • Author(s): C.Chifor, P.R.Young, 磯部 洋明, H.E.Mason, D.Tripathi, G.Del Zanna, 原 弘久、横山 央明、一本 潔、勝川 行雄
  • Organizer: 日本天文学会2008年春期年会
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] これからの太陽サイエンス (2008)
  • Author(s): 磯部 洋明
  • Organizer: 宇宙放射線シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立天文台
  • Year and Date: 2008-03-17
• [Presentation] Reconnection in the Lower Atmosphere of the Sun (2008)
  • Author(s): Isobe, H.
  • Organizer: The US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection 2008
  • Place of Presentation: 沖縄残波岬ロイヤルホテル
  • Year and Date: 2008-03-03
• [Presentation] コロナ加熱:MHDシミュレーションとひのでの観測からの示唆 (2007)
  • Author(s): 磯部 洋明
  • Organizer: 第20回理論懇シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2007-12-26
• [Presentation] Intermittent Emission of High-Frequency Waves by Magnetic Reconnection Between Canopy Field and Small-Scale Horizontal Field (2007)
  • Author(s): Isobe, H.
  • Organizer: 2007 American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ
  • Year and Date: 2007-12-12
• [Presentation] Observations of the Early Phases of Prominence Eruptions (2007)
  • Author(s): Isobe, H.
  • Organizer: International CAWSES Symposium
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2007-10-23
• [Presentation] ひので可視光望遠鏡による白色光フレアの観測 (2007)
  • Author(s): 磯部 洋明、T.Berger、T.Tarbell、一本 潔、勝川 行雄、末松 芳法、鴨常田 佐久、清水 敏文、永田 伸一、R.Shine、A.Title、久保 雅仁、B.Lites
  • Organizer: 日本天文学会2007年秋期年会
  • Place of Presentation: 岐阜大学
  • Year and Date: 2007-09-27
• [Presentation] 太陽の磁気対流とコロナ加熱:磁気流体シミュレーションとひのでの観測から (2007)
  • Author(s): 磯部 洋明、石川 遼子、常田 佐久、勝川 行雄
  • Organizer: 日本流体力学会年会2007
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2007-08-06