3次元磁気流体シミュレーションによる天体の磁場の起源と磁気プラズマ活動現象の研究

今年度の最大の成果は、磁気流体シミュレーションによる太陽光球面微細水平磁場の存在の予言と、ひので衛星による発見である。太陽光球では光球面に垂直な磁場が支配的であるとこれまで信じられてきたが、太陽の対流層からコロナまでを含む領域の大規模磁気流体シミュレーションの結果、対流層中の乱流的な磁場が対流運動により光球面に浮上し、その結果微細な水平磁場が光球面を満たしていること、それらの微細な水平磁場が光球、彩層での磁気リコネクションを通じてコロナの加熱と太陽風の加速にも重要な役割を果たしていることが示唆された。この結果を元にひので衛星可視光望遠鏡で光球面の高時間分解偏光観測を行い、そのデータを解析したところ、対流運動に対応した微細な水平磁場が至るところに発見された。これは本研究課題の開始前、またひので衛星の打ち上げ前には予想されていなかった新しい発見である。磁場の起源という点からは、微細水平磁場の存在は、局所ダイナモ、α効果といった太陽全体磁場形成プロセスの重要な構成要素に関して、これまでにない新しい情報をもたらす可能性がある。また磁気活動現象という点からは、微細水平磁場というこれまで考慮されていなかった要素が、コロナの加熱に大きく寄与している可能性を指摘した点に大きな意義がある。他の成果としては、まずプロミネンスの振動現象の解析から、振動現象がプロミネンス噴出メカニズムの理論モデルに与えうる制限を議論した。これはいわゆるプロミネンスサイスモロジーと呼ばれる手法を噴出メカニズムに応用した最初の研究である。またひのでが観測した可視光フレアのデータ解析を行い、長年の未解決問題であるフレアの可視連続光の増光メカニズムに関して、加熱された彩層からのback-warming効果が効いていることを示した。

今年度の最大の成果は、磁気流体シミュレーションによる太陽光球面微細水平磁場の存在の予言と、ひので衛星による発見である。太陽光球では光球面に垂直な磁場が支配的であるとこれまで信じられてきたが、太陽の対流層からコロナまでを含む領域の大規模磁気流体シミュレーションの結果、対流層中の乱流的な磁場が対流運動により光球面に浮上し、その結果微細な水平磁場が光球面を満たしていること、それらの微細な水平磁場が光球、彩層での磁気リコネクションを通じてコロナの加熱と太陽風の加速にも重要な役割を果たしていることが示唆された。この結果を元にひので衛星可視光望遠鏡で光球面の高時間分解偏光観測を行い、そのデータを解析したところ、対流運動に対応した微細な水平磁場が至るところに発見された。これは本研究課題の開始前、またひので衛星の打ち上げ前には予想されていなかった新しい発見である。磁場の起源という点からは、微細水平磁場の存在は、局所ダイナモ、α効果といった太陽全体磁場形成プロセスの重要な構成要素に関して、これまでにない新しい情報をもたらす可能性がある。また磁気活動現象という点からは、微細水平磁場というこれまで考慮されていなかった要素が、コロナの加熱に大きく寄与している可能性を指摘した点に大きな意義がある。他の成果としては、まずプロミネンスの振動現象の解析から、振動現象がプロミネンス噴出メカニズムの理論モデルに与えうる制限を議論した。これはいわゆるプロミネンスサイスモロジーと呼ばれる手法を噴出メカニズムに応用した最初の研究である。またひのでが観測した可視光フレアのデータ解析を行い、長年の未解決問題であるフレアの可視連続光の増光メカニズムに関して、加熱された彩層からのback-warming効果が効いていることを示した。