天体高温プラズマ活動現象の、磁気エネルギー蓄積過程と解放過程との研究

• Project/Area Number: 15740125
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横山 央明 東京大学, 理学系研究科, 助教授 (00311184)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 太陽 / 天体プラズマ / コロナ / 磁気リコネクション / X線 / 天体高温プラズマ

Research Abstract

コロナ加熱を説明する過程としてコロナAlfven波を熱拡散する可能性が議論されている。2006年夏打ち上げ予定のSOLAR-B衛星においても、これは最重要課題のひとつと位置付けられる。著者らによる過去の研究では、そのエネルギー源となるAlfven波の発生機構を探るために、2.5次元磁気流体シミュレーションをおこない、発生したAlfven波の振幅・エネルギー・周期を調べてそのコロナ加熱への貢献度を定量的に評価した。浮上磁場とコロナ磁場とのコロナ中でのリコネクションによる発生では、振幅は10%程度、磁気エネルギーの10%が波動に転換されるという結果をえた。この結果をふまえたうえでSOLAR-B衛星での観測計画の具体化をめざし、本年度の研究では波動観測についての可能性を探った。活動領域でみられるフレアやマイクロフレアにともなって発生するであろう波動を想定して、3次元磁気流体シミュレーションを行い、そこから発生するライン放射について仮想的に「観測」をしてどういうふうに見えるか、について調べた。ラインプロファイルの時間変化を適切に観測することで、フレアやマイクロフレアから発生するファストモード磁気音波やAlfven波の波群のエネルギーや、コロナ磁場についての情報が得られることを示した。
これ以外に、太陽コロナ中での浮上磁場とコロナ磁場とのリコネクションの研究(磯部・宮腰・能登谷氏らとの共同研究)、磁場エネルギー蓄積の観測的研究(山本・草野氏らとの共同研究)、相対論的磁気リコネクション(渡邊氏との共同研究)、太陽フレア非熱硬X線放射の研究(簑島・三谷氏らとの共同研究)、惑星磁気圏と太陽風との相互作用(垰氏らとの共同研究)、マグネターからの巨大バースト現象の研究(寺澤氏らとの共同研究)などをおこなった。

Research Products

• [Journal Article] Filamentary structure on the Sun from the magnetic Rayleigh-Taylor instability (2005)
  • Author(s): Isobe, H.et al.
  • Journal Title: Nature 434 Pages: 478-481
• [Journal Article] Repeated injections of energy in the first 600ms of the giant flare of SGR1806-20 (2005)
  • Author(s): Terasawa, T.et al.
  • Journal Title: Nature 434 Pages: 1110-1111
• [Journal Article] Magnetic Helicity Injection and Sigmoidal Coronal Loops (2005)
  • Author(s): Yamamoto, T.et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 624 Pages: 1072-1079
• [Journal Article] Magnetic field variations in the Jovian magnetotail induced by solar wind dynamic pressure enhancements (2005)
  • Author(s): Tao, C.et al.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 110
• [Journal Article] A Statistical Study of the Correlation between Magnetic Helicity and Soft X-Ray Activity in Solar Active Regions (2005)
  • Author(s): Maeshiro, T. et al.
  • Journal Title: Astrophysical Journal 620 Pages: 1069-1084
• [Journal Article] Three-Dimensional Magnetohydrodynamic Numerical Simulations of Coronal Loop Oscillations Associated with Flares (2004)
  • Author(s): Miyagoshi, T. et al.
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 56 Pages: 207-214
• [Journal Article] Downflow Motions Associated with Impulsive Nonthermal Emissions Observed in the 2002 July 23 Solar Flare (2004)
  • Author(s): Asai, A. et al.
  • Journal Title: Astrophysical Journal 605
• [Journal Article] The Trigger Mechanism of Solar Flares in a Coronal Arcade with Reversed Magnetic Shear (2004)
  • Author(s): Kusano, K. et al.
  • Journal Title: Astrophysical Journal 610 Pages: 537-549
• [Journal Article] Flare Ribbon Expansion and Energy Release Rate (2004)
  • Author(s): Asai, A. et al.
  • Journal Title: Astrophysical Journal 611 Pages: 557-567
• [Journal Article] Magnetohydrodynamic Simulation of Solar Coronal Chromospheric Evaporation Jets Caused by Magnetic Reconnection Associated with Magnetic Flux Emergence (2004)
  • Author(s): Miyagoshi, T., Yokoyama, T.
  • Journal Title: Astrophysical Journal 614 Pages: 1042-1053
• [Publications] Moriyasu, S. et al.: "The Nonlinear Alfven Wave Model for Solar Coronal Heating and Nanoflares"The Astrophysical Journal. 601. L107-L110 (2004)
• [Publications] Isobe, H. et al.: "Hydrodynamic Modeling of a Flare Loop Connecting the Arrretion Dick and Central Core of Young Stellar Objects."Publications of the Astronomical Society of Japan. 55. 967-980 (2003)
• [Publications] 横山 央明: "太陽活動現象の磁気流体シミュレーション"天文月報. 96. 530-533 (2003)
• [Publications] White, S.M.et al.: "Radio and Hard X-Ray Images of High-Energy Electrons in an X-Class Solar Flare"The Astrophysical Journal. 595. L111-L114 (2003)
• [Publications] Miyagoshi, T., Yokoyama, T.: "Magnetohydrodynamic Numerical Simulations of Solar X-Ray Jets Based on the Magnetic Reconnection Model That Includes Chromospheric Evaporation"The Astrophysical Journal. 593. L133-L136 (2003)
• [Publications] Asai, A., et al.: "Evolution of Conjugate Footpoints inside Flare Ribbons during a Great Two-Ribbon Flare on 2001 April 10"The Astrophysical Journal. 586. 624-629 (2003)