太陽フレア・コロナ質量放出の3次元磁気流体モデリング

太阳耀斑和日冕物质抛射的 3D 磁流体动力学建模

• 批准号: 02J01862
• 负责人: 磯部 洋明
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01862/
• 关键词: 太陽フレア; コロナ質量放出; 磁気流体力学; 磁気リコネクション; 数値シミュレーション; 対流; MHDシミュレーション; 浮上磁場; 原始星フレア

本研究の目的は3次元磁気流体シミュレーションにより太陽フレア、コロナ質量放出のメカニズムを明らかにすることである。近年の観測的、理論的研究から、フレアやコロナ質量放出に至るコロナのエネルギー蓄積と、突発的なエネルギー解放をもたらすトリガーには、太陽内部からの磁場の浮上(浮上磁場と呼ばれる)が重要な役割を果たしていることが示唆されている。このため本研究では、浮上磁場領域の大規模シミュレーションを行い、特に浮上磁場と既存のコロナ磁場の相互作用によるフレア、ジェットの発生とコロナの加熱について詳しく調べた。数値シミュレーションには、国立天文台の大型計算機の他、世界でトップクラスの性能をもつ日本のスーパーコンピュータ、地球シミュレータを用いて、これまでにない高解像度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、浮上磁場中で磁気レイリーテイラー不安定が発達し、磁場に沿ったフィラメント構造が自発的に形成されることが分かった。これは、浮上磁場領域で観測されているアーチフィラメントと呼ばれる筋状構造に対応していると考えられる。また磁気レイリーテイラー不安定性によるフィラメント形成に伴い、浮上磁場中に細かい電流シートが数多く形成されることが示された。この電流シートが散逸してコロナを加熱すれば、極紫外線等で観測されているコロナ加熱の非一様な様子を自然に説明できる。また、浮上磁場と既存のコロナ磁場との磁気リコネクションによりフレアが発生するが、浮上磁場が磁気レイリーテイラー不安定で変形をうけているのに伴い、コロナ磁場との磁気リコネクションも非一様なパッチ状に発生することが分かった。これはフレア中の微細構造の起源を自然に説明する。以上のように、浮上磁場とフレアの構造形成を説明する新しい理論を提唱することができた。これらの成果は英国科学誌ネイチャーに発表されている。

The purpose of this study is to clarify the relationship between the mass emission and the solar energy of three-dimensional magnetic fluids. In recent years, experimental and theoretical studies have been carried out on mass emission, accumulation, and sudden release of the magnetic field from the interior of the sun. In this paper, we study the interaction between floating magnetic field and existing magnetic field in large scale and heating process. The number of high-resolution computer systems in the world is the highest in the world, and the highest in the world. As a result, magnetic instability occurs in the floating magnetic field, and magnetic field structures are formed along the magnetic field. In the field of floating magnetic field, the structure of rib structure is measured. The magnetic field instability is caused by the presence of a small current in the floating magnetic field. The current dissipation is due to heat and extreme ultraviolet radiation. The floating magnetic field and the existing magnetic field and the magnetic field are generated in different ways. The origin of fine structure in this paper is explained naturally. A new theory is proposed to explain the formation of the floating magnetic field. The results of this study were published in the British Journal of Science.

项目成果

P.F.Chen, 柴田一成, D.H.Brook, 磯部洋明: "A reexamination of the evidence for reconnection inflow"The Astrophysical Jounal. 602. L61 (2004)

P.F.Chen、Kazunari Shibata、D.H.Brook、Hiroaki Isobe：“重联流入证据的重新审查”《天体物理学杂志》602. L61 (2004)。

衛藤他: "Relation between a Moreton wave and an EIT wave observed on 1997 November4"Publications of Astronomical Society of Japan. 54. 481 (2002)

Eto 等人：“1997 年 11 月 4 日观测到的摩顿波与 EIT 波之间的关系”日本天文学会出版物 54. 481 (2002)。

磯部洋明, 柴田一成, 町田忍: ""Dawn-dusk asymmetry!" in solar coronal arcade formations"Geophysical Research Letters. 29,21. 2014 (2002)

Hiroaki Isobe、Kazunari Shibata、Shinobu Machida：“日冕拱廊结构中的黎明-黄昏不对称！”地球物理研究快报。2014 年 29,21 日（2002 年）

磯部他: "Statistical study of reconnection rate in solar flares"Multi-wavelength observations of coronal structure and dynamics. 171 (2002)

Isobe 等人：“太阳耀斑重联率的统计研究”日冕结构和动力学的多波长观测 171 (2002)。

磯部洋明, 柴田一成, 横山央明, 今西健介: "Hydrodynamic Modeling of a Flare Loop Connecting the Accretion Disk and Central Core of Young Stelalr Objects"Publications of the Astronomical Society of Japan. 55. 967 (2003)

Hiroaki Isobe、Kazunari Shibata、Hiroaki Yokoyama、Kensuke Imanishi：“连接吸积盘和年轻恒星天体中心核心的耀斑环的流体动力学模型”日本天文学会出版物 55. 967 (2003)。