フレア・ CME トリガーメカニズムの数値シミュレーション
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フレア・ CME トリガーメカニズムの数値シミュレーショ
ン
塩田 大幸京都大学花山天文台 / 地球シミュレータセン
ター
Introductionようこうなどの衛星観測フレア ← 磁気リコネクション
Shibata et al. 1995, Shibata 1996, 1999
Moore et al. 2001
フレア・フィラメント噴出・ CME の統一モデル
フレアトリガー問題
フレア・ CME トリガー問題フラックスロープ( Hα フィラメント・プロミネンス)• 比較的長期間安定に存在 ( 平衡もしくは非常に低速な
変化 )① リコネクションが起きるカレントシートが存在し
ない② カレントシートはあるが、リコネクションが起き
ない状況にある• フレア・フィラメント噴出では急激に変化
① カレントシートが形成されてリコネクションが起きる
② カレントシートでリコネクションが起こりうる状況になる
① リコネクションが起きるカレントシートがいかに形成されるか( MHD 問題)
② カレントシートでいかに速いリコネクションが引き起こされるか (リコネクション問題)
他のグループの研究• Antiochos et al.
• Amari et al.
• Fan & Gibson
• etc…
底部境界での shear motion‘Breakout model’
他のグループの研究• Antiochos et al.
• Amari et al.
• Fan & Gibson
• etc…
底部境界 twist motion底部境界 conversing motion ⇒ reconnection
他のグループの研究• Antiochos et al.
• Amari et al.
• Fan & Gibson
• etc…
底部境界 からねじれたフラックスロープを押し込む⇒kink instability
他のグループの研究• Antiochos et al.
• Amari et al.
• Fan & Gibson
• etc…
初期条件にねじれたフラックスロープ仮定⇒kink instability
Torok & Kliem 2005
他のグループの研究• どのグループの計算もフレア・ CME の観測的特徴を再現
することに成功している。• しかし、実際とはかけ離れた大きさのシアー、ツイスト、
速度場を与えているという点で、現実的なトリガーメカニズムのモデルとは言いがたい。
• (エネルギーの注入からリコネクションによるエネルギー解放が同じメカニズムのもある)
self-consistent なトリガーモデル Chen & Shibata (2000)
Chen and Shibata (2000)
浮上磁場とコロナ磁場の相互作用フラックスロープの平衡が崩される
(Fe XII 195 A (1.5MK) EIT/SOHO, courtesy D. Tripathi)
研究計画Chen-Shibata model 3⇒ 次元化問題点• Chen & Shibata (2000), Shiota et al. (2003, 2005) のフラックスロー
プは kink 不安定– Inoue & Kusano (2006) – Amari et al. (2003) のように底部境界に磁場をねじる速度場を与え
て、フラックスロープが安定に存在する force free 場を数値的に構築する
• 浮上磁場をどう実現するか?– 水平方向の電場を与える– 参考 Fan & Gibson のように境界からフラックスロープを入れる
• 将来的に、フラックスロープが惑星間空間まで飛び出すことができるか(フレア -CME relation )を研究することを視野に入れているため、球座標のジオメトリで MHD シミュレーションを行う。
フラックスロープ構築Amari et al. 2003
bipolar potential field + twist motion (bottom boundary)
フラックスロープ構築 bipolar potential field
+ twist motion (bottom boundary)
???
進捗状況• できているもの
– 3 次元球座標 MHD コード– Potential field – 速度場を与える境界条件(要テスト)
• これからの課題– 浮上磁場の境界条件
平衡の喪失 (Loss of equilibrium)
• Chen & Shibata (2000) のモデルは本質的には、 Priest & Forbes (1990) の Catastrophe model と同様の境界条件の変化による平衡の喪失(loss of equilibrium) によってフレア・ CME (カレントシート形成⇒リコネクション)が引き起こされると理解できる
Forbes & Priest (1995)
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