フレア・ CME トリガーメカニズムの数値シミュレーション

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)