実データシミュレーションによる太陽コロナ活動の機構解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640236
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 草野 完也 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (70183796)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 央明 国立天文台, 野辺山太陽電波観測所, 助手 (00311184)
• Keywords: 太陽 / フレア / コロナ / 太陽磁場 / シミュレーション / 不安定性 / MHD / プラズマ

Research Abstract

本研究は太陽表面における磁場観測データに基づいた太陽コロナプラズマのダイナミックシミュレーションを行うことにより、太陽フレアの発生機構を探ろうとするものである。初年度である平成12年度は、5つの研究段階のうち第1段階をほぼ終了し、以下の知見を得た。我々は、第1に国立天文台フレア望遠鏡の観測データより、フレアの発生の有無、太陽面上の位置、データの精度の観点からシミュレーションに適したベクトル磁場データを抽出し、太陽フレアの前後における太陽磁場のシアと自由エネルギー密度の分布を解析した。その結果、フレアが生じる活動領域では磁気シアに基づく自由エネルギーが磁気中性線の近傍に局所的に存在すると共に、そのシアの値はシア領域の大きさにほぼ反比例する傾向があることを見出した。さらに、X線観測データと磁気シア分布との比較を行った結果、太陽フレアは比較的シアの大きな領域で発生するが、必ずしもシアの最大領域と一致するわけではないことを確認した。第2に、局所的な磁気シア構造をもつ太陽コロナ平衡磁場を生成することができる数値コードを開発すると共に、観測データをモデル化した平衡磁場を求め、その安定性を調べた。その結果、太陽コロナにおける磁気シア構造の安定性はシアの垂直分布に強く依存することを見出した。すなわち、同じ磁気シアでも太陽表面から離れた領域に存在するほどコロナ磁場は不安定になる。これは、磁気シアが太陽表面近傍のみに閉じ込められている場合、必ずしもシアの大きさが不安定性の指標にならないことを意味しており、シアの最大領域がフレア発生領域と一致するわけではないという上の観測結果を説明している。第3に、磁場の局所形状の動きを追跡することで太陽表面プラズマの運動を計算することのできる数値コードを開発し、SOHO/MDIのデータを用いてその妥当性を検証した。

Research Products

• [Publications] P.K.Browning: "Numerical Study of Nonlinear Forced Magnetic Reconnection"Physics of Plasmas. 8. 132-138 (2001)
• [Publications] K.Kusano: "Three-Dimensional Simulation Study of Magnetic Reconnection in the Solar Corona"Earth, Planets and Space. 53(印刷中). (2001)