大陽フレアによって生じる電磁流体衝撃波の発生メカニズムと伝播機構の解明

阐明太阳耀斑引起的磁流体动力冲击波的产生和传播机制

• 批准号: 03J05497
• 负责人: 成影 典之
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J05497/
• 关键词: 太陽; フレア; 衝撃波; 電磁流体力学; リコネクション

本年度は、「太陽フレアによって生じる衝撃波」と「リコネクション・インフロー」の2つのテーマで博士論文を執筆し、研究結果をまとめた。現在、「太陽フレアのエネルギーはコロナ中の磁場に蓄えられており、磁気リコネクションによって解放される」というリコネクションモデルが支持されている。このプロセスにおいては、磁場のつなぎ変わる場所へのプラズマの流入(インフロー)が重要であり、リコネクションモデルを確立するためには、この流れを観測することが不可欠である。私は、1996年から2000年までの極紫外線の太陽データを調査し、6例のインフローを発見した。多数のインフローの発見は本研究が初めてであり、その存在の一般性を確立した。太陽フレアが発生すると、太陽面を伝播する波動現象がしばしば観測される。最初の波動現象は、1960年、モートンによって発見され、現在、Hα線で観測される波は「モートン波」と呼ばれている。京都大学飛騨天文台の太陽フレア監視望遠鏡は、モートン波もしくはその存在を示唆する現象を20例観測しており、このデータを調べることで、モートン波の発生にはフィラメントの噴出が強く関係していることを発見した。また、これらのデータの中には、他波長でも波動現象が同時に観測されているものがあり、「ようこう」衛星のX線望遠鏡が2例の波動現象(X線波)を捉えていた。私は、X線のデータから得た物理量と電磁流体理論を用いることで、X線波が衝撃波であることを初めて理論的に確かめた。一方、飛騨天文台の最新望遠鏡SMARTを用いて、一つのフレア中に3連発で発生したモートン波(衝撃波)を発見した。これは世界初の発見で、3度ともフィラメントの噴出が関係していることを突き止めた。また、先行した低速の衝撃波に、高速の衝撃波が追いつき、合体する様子も捉えることに成功し、このタイミングで電波バーストの増光があることを発見した。

今年，我写了“太阳耀斑产生的冲击波”和“重联流入”两个主题的博士论文，总结了自己的研究成果。目前，支持“太阳耀斑的能量储存在日冕磁场中并通过磁重联释放”的重联模型。在这个过程中，等离子体流入磁场变化的地方很重要，为了建立重联模型，必须观察这种流动。我调查了1996年至2000年的极紫外线太阳数据，发现了六起流入案例。这项研究首次发现了多重流入并确立了它们存在的普遍性。当太阳耀斑发生时，经常会观察到沿太阳表面传播的波现象。第一个波现象是莫顿在1960年发现的，目前在Hα辐射中观察到的波被称为“莫顿波”。京都大学飞驒天文台的太阳耀斑监测望远镜观测到了20例莫顿波或表明其存在的现象，通过检查这些数据，我们发现灯丝喷射与莫顿波的产生密切相关。此外，其中一些数据显示同时在其他波长观察到的波动现象，Yokoh卫星上的X射线望远镜捕获了两个波动现象（X射线波）的例子。通过利用从X射线数据获得的物理量和磁流体动力学理论，我第一次从理论上证实了X射线波是冲击波。另一方面，利用飞騨天文台的最新型望远镜SMART，我们发现了在一次耀斑中连续出现3次的莫顿波（冲击波）。这是世界上首次发现，并确定这三起案件都与细丝喷发有关。他们还成功捕捉到了高速冲击波追上并与前面的低速冲击波融合的现象，并发现射电暴的亮度就是在这个时间出现的。

项目成果

Statistical Analysis of Reconnection Inflows in Solar Flares Observed with SOHO EIT

• DOI: 10.1086/498492
• 发表时间: 2006-02
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: N. Narukage;K. Shibata

X-Ray Expanding Features Associated with a Moreton Wave

• DOI: 10.1093/pasj/56.2.l5
• 发表时间: 2004-04
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Narukage Noriyuki;T. Morimoto;Miwako Kadota;R. Kitai;H. Kurokawa;K. Shibata

Noriyuki Narukage: "X-Ray Expanding Features Associated with a Moreton Wave"Publications of the Astronomical Society of Japan. 56・2(未定). (2004)

Noriyuki Narukage：“与莫顿波相关的X射线扩展特征”日本天文学会出版物56・2（待定）。

Filament Oscillations and Moreton Waves Associated with EIT Waves

• DOI: 10.1086/420838
• 发表时间: 2004-06
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: T. Okamoto;H. Nakai;Atsushi Keiyama;N. Narukage;S. Ueno;R. Kitai;H. Kurokawa;K. Shibata

Takenori J.Okamoto: "Filament Oscillations and Moreton Waves Associated with Eit Waves"The Astrophysical Journal. (未定). (2004)

Takenori J.Okamoto：“与 Eit 波相关的细丝振荡和莫顿波”天体物理学杂志（待定）。