Magnetohydrodynamic simulation study on solar prominence turbulence associated with magnetic destabilization

与磁失稳相关的太阳日珥湍流的磁流体动力学模拟研究

• 批准号: 20K14519
• 负责人: 金子 岳史
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Niigata University (2023)Nagoya University (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-12-19 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14519/
• 关键词: 太陽プロミネンス・フィラメント; プラズマ乱流; 磁気流体不安定; 太陽物理学; データ駆動型シミュレーション; プロミネンス; 乱流; プラズマ; フレア; コロナ質量放出

太陽では、フレアと呼ばれる爆発現象や、コロナ質量放出と呼ばれるプラズマ噴出現象が発生する。これらは、太陽表面（光球）から上空のプラズマ大気（コロナ）にかけて伸びる磁場構造が不安定化し、磁気エネルギーが解放されることで発生する。磁気エネルギー蓄積領域にはプロミネンスと呼ばれる低温高密度プラズマ雲が出現することがあり、コロナ磁場の不安定化に伴って噴出する。本研究では、プロミネンスがコロナ磁場の不安定化に及ぼす影響を解明するため、熱伝導と放射冷却を考慮した磁気流体シミュレーションを実施した。特に、熱伝導と放射冷却を考慮することで、プロミネンスの密度・温度を定量的に再現できる。本年度は、プロミネンスが形成される場合とされない場合、プロミネンスが乱流的な場合と乱流的でない場合をそれぞれシミュレーションで再現し、結果を比較した。まず、プロミネンスが形成される場合、高密度プラズマにかかる重力を含めて力学平衡を保つため、磁場構造が鉛直方向へ扁平する。プロミネンスの質量が増加するほど、磁場構造が鉛直方向へ伸びるため、磁気流体不安定(トーラス不安定)の臨界条件を満たしやすくなる。本メカニズムは、プロミネンスの重力が磁場の力と同程度の場合に有効となる。磁場強度が比較的弱い静穏領域プロミネンスや極冠プロミネンスの噴出へ適用可能であると考えられる。次に、プロミネンスが乱流的な場合と、そうでない場合の比較を行った。本シミュレーションでは、Kelvin-Helmholtz不安定(KHI)によって乱流的なプロミネンスが再現された。KHIはコロナ磁場が不安定化した直後に発生した。KHIが進行すると、プロミネンスの質量も増加した。そのため、すでにコロナ磁場が不安定化しているにも関わらず、加速度は小さく、高速のプラズマ噴出へ発展するまでに時間がかかることが分かった。

The sun, the sun, the mass, the mass. The structure of magnetic field is unstable and the magnetic field is released. The magnetic field is unstable due to low temperature and high density. In this study, the effects of thermal conductivity and radiation cooling on magnetic field instability were investigated. In particular, heat conduction and radiative cooling are taken into account, so that the density and temperature of the surface can be quantitatively reproduced. This year, the number of cases in which the phenomenon occurred was increased, and the number of cases in which the phenomenon occurred was increased. In the case of high density, gravity, mechanical equilibrium, vertical flattening of magnetic field structure, etc. The mass of the magnetic field increases, the magnetic field structure increases, and the critical conditions for magnetic fluid instability are discussed. The gravity of the magnetic field and the force of gravity of the magnetic field have the same degree. The magnetic field strength is relatively weak, the static field is relatively weak, and the static field is relatively weak. The second time, the first time, the second time. The Kelvin-Helmholtz instability (KHI) caused by the turbulence in the system was investigated. KHI is a new generation of unstable magnetic field. The quality of KHI products is improved. The magnetic field is unstable, the acceleration is small, and the ejection time is high.

项目成果

Data-driven MHD Simulation of Successive Solar Plasma Eruptions

• DOI: 10.3847/1538-4357/abe414
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: T. Kaneko;Sung-Hong Park;K. Kusano

太陽ミニフィラメント噴出の観測データ駆動型磁気流体シミュレーション

观测数据驱动的太阳微丝喷发磁流体动力学模拟

• 发表时间: 2020
• 作者: 金子岳史;S-H. Park;草野完也
• 通讯作者: 草野完也

太陽対流層-コロナ連結磁気流体シミュレーションによる超巨大フレア発生条件解明の展望

通过太阳对流层-日冕耦合磁流体动力学模拟阐明超大质量耀斑产生条件的前景

• 发表时间: 2021
• 作者: 金子岳史;草野完也;堀田英之
• 通讯作者: 堀田英之

Data-driven MHD simulation of minifilament eruption

数据驱动的微丝喷发 MHD 模拟

• 发表时间: 2020
• 作者: T. Kaneko;S-H. Park;K. Kusano
• 通讯作者: K. Kusano