2013 Fiscal Year Annual Research Report
コロナ加熱・太陽風加速問題から迫る波動乱流機構の研究
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11J06491
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松本 琢麿 名古屋大学, 理学研究科・素粒子宇宙物理学専攻・理論宇宙物理学研究室, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 太陽コロナ加熱 / 太陽風駆動 / 電磁流体波動 |
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| Research Abstract |
太陽の最外層であるコロナは100万度にまで加熱されており、そこから太陽風と呼ばれる高速のプラズマ流が吹き出している。コロナの加熱機構や太陽風の駆動機構を解明することは、太陽を理解する上で不可欠であるが、未だ議論の絶えない難問となっている。申請者らは前年度に、2.5次元の磁気流体シミュレーションを用いてAlfven波がどのように散逸し、大気を形成するかを調べた。前年度の研究では、計算機中で実際に起きている加熱率を評価する方法が未確立であったため、加熱率の見積もりに関しては不定性が大きかった。そこで、本年度は、計算機中での加熱率を評価する方法を確立することを目標とした。微分方程式を離散化する際の打切り誤差に相当する項を正確に見積もることで、Alfven波の散逸に関しては、定量的に非常に優れた見積もり方法を発見し、テスト計算においてその有用性を示した。Fast modeやSlow modeに関しては、まだ改良の余地があるが、本計算において最も重要なエネルギーキャリアはAlfven波であるため、この手法は、加熱機構を評価するのに極めて有効である。この方法を用いて今年度は、前年度に行った数値計算を再評価し、より正確な加熱機構を特定した結果を論文として提出した。さらに現在の2次元磁気流体シミュレーションコードをもとに、3次元のコードの開発も行った。3次元性は特に、乱流機構に対して大きな影響を与える。また、磁気リコネクションといったエネルギー解放機構も競合してくる。開発した3次元コードを用いて、線形波動や衝撃波管といった基本的なテスト計算を行いその動作をチェックした。また、初期の磁場形状を数値的に求めるサブルーチンも実装しており、本計算を行う一歩手前の段階まで開発を進めてきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光球から太陽風までの領域をカバーする多次元磁気流体シミュレーションを行い、コロナや太陽風を計算機上で再現することができた。その結果を解析し、理論モデルにおける加熱・加速の機構を特定することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2次元の枠組みでより高解像度の計算を行う、もしくは3次元計算への拡張を試みる。乱流や磁気リコネクションといったメカニズムは基本的に3次元性を持っているため、3次元計算において、衝撃波、乱流、磁気リコネクションがどのように競合するのかを調べる
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