2023 Fiscal Year Research-status Report
Development of 3D Non Force-free Field Extrapolation Code: from Solar Photosphere to Chromosphere and Corona
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23K19078
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
山崎 大輝 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (30980445)
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| Project Period (FY) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| Keywords | 太陽コロナ / 太陽大気磁場 / 磁気流体モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽大気中では、電離ガスが磁場と相互作用し多様な磁気流体現象が観測される。また、大気中のガス密度は大気層を跨いで10桁近く変化する。そのため、これらの現象を適切に理解するためには、磁気圧とガス圧、双方の寄与を考慮して、大気中の磁場構造を数値的に再現する必要がある。しかし、これまでの研究では、磁気圧のみを考慮した数値的モデルによるため、ガス圧の寄与が大きい弱磁場領域や低層大気中の磁場がよく再現されない課題があった。本研究は、磁気圧だけでなくガス圧と重力の寄与も考慮した、3次元磁気流体平衡場外挿コードを開発することを目的として進められている。
本年度は、ガス圧の効果を含んだ方程式系での数値計算スキームの最適化を実施した。実際の太陽の観測磁場データを境界条件として与え、これまでのローレンツ力の釣り合いのみを考慮するモデルと外挿結果を比較した結果、本研究で開発されたコードは、より平衡状態に近い磁場構造の解を与えることが確認された。
また、数値計算の結果得られる磁場構造の妥当性評価のため、国内外の地上望遠鏡を用いた太陽大気の磁場観測データの解析も行った。本研究成果を日本天文学会にて発表し、査読論文を投稿準備中である。
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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
開発されたコードと既存の手法による磁場外挿結果の残差力を比較し、本研究で開発したコードによる外挿結果の方がより平衡状態に近い解を与えることが確認された。また、外挿された磁場構造の妥当性評価に用いるための観測磁場データの取得および解析が並行して進められたことから、本研究は概ね順調に進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、ガス圧の効果を含んだ方程式系での数値計算スキームの最適化を実施した。次年度以降は加えて重力の効果も含んだ力学平衡解を導出する様に改修を施し、本年度と同様の性能検証を実施する。加えて、本年度までに取得解析を進めてきた、観測磁場データとも比較検討を行い外挿された磁場構造の妥当性評価を実施する。本年度と次年度に実施する研究内容をまとめて、査読論文として投稿し、国内外の研究会等で成果発表する予定である。
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