太陽面爆発現象における速い磁気リコネクション発生機構の研究

太阳爆炸现象中快速磁重联机制研究

• 批准号: 15J02548
• 负责人: 高橋 卓也
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02548/
• 关键词: 太陽フレア; コロナ質量放出; 磁気リコネクション; 電磁流体力学; プラズマ; スーパーフレア; 宇宙天気; 乱流; プラズモイド

申請者は、太陽面上の爆発現象（太陽フレア）のエネルギー解放過程から、宇宙プラズマ擾乱（宇宙嵐）の形成に至るまでを記述する理論的基礎の確立を目指して研究を進めた。当該年度においては、主に以下の三点の成果を上げた。（１）３次元電磁流体シミュレーションを用いた太陽フレアの再現と、エネルギー解放に伴う乱流構造の解析、（２）太陽フレアに伴う太陽コロナ中の衝撃波とプロミネンス（重いプラズマ）の相互作用の力学過程の解明、（３）巨大フレアとそれに伴うコロナ質量放出の形成・伝搬に関する新しい描像の提出、の三点である。まず、（１）では、太陽フレアにおけるプラズマ噴出運動と、そのエネルギー解放を担う「磁力線つなぎかえ」の力学過程を世界最高分解能の三次元電磁流体数値シミュレーションを用いて再現した。その結果、磁力線つなぎかえの現場で自発的に形成される様々な乱流構造や流体不安定性が、エネルギー解放の間欠性や準周期的振る舞いに重要な役割を担うことを、世界で初めて指摘した。次に、（２）では、太陽フレアに伴うコロナ中の衝撃波と、太陽プロミネンスと呼ばれる重いプラズマの相互作用の素過程を再現する三次元電磁流体シミュレーションを行い解析を行った一方で、その力学過程を表現する解析モデルを作り、数値シミュレーションの結果をよく再現することを確かめた。そこで得た結果を踏まえて観測データを再解析することによって、それまで直接観測が非常に困難であったコロナ中の衝撃波物理量について、定量的な議論をする土台を得た。最後の（３）では、太陽フレアの規模と、それに伴うプラズマ噴出（コロナ質量放出）の質量・速度の関係を記述するスケーリング則を導き、統計観測によって裏付けた。また、コロナ質量放出が惑星間空間を伝播する過程を記述する解析モデルを作成した。以上により、太陽フレアと宇宙嵐をつなぐ理論的基礎を得た。

申请人进行了研究，目的是建立一个理论基础，该基础描述了太阳表面上爆炸现象（太阳火光）的能量释放过程，以形成太空等离子体干扰（太空风暴）。在财政年度，我们获得了以下三个主要结果：三个点是（1）使用三维电磁流体模拟重现太阳耀斑，分析与能量释放相关的湍流结构的分析，（2）阐明与Solar cornes and Solar flarares and solar flarare and solar flarare and Solar and and and cormose（2）相互作用的动力学过程，以及3卷和新的图像（3）。巨型耀斑的传播和相关的电晕质量排放。首先，在（1）中，使用三维磁性磁性流体数值模拟，在（世界上最高分辨率）中复制了太阳耀斑中等离子体射血运动的动力学过程。结果，在世界上首次指出的是，在磁场线延迟位点自发形成的各种湍流结构和流体不稳定性在间歇性能量释放和准周期性行为中起着重要作用。接下来，在（2）中，我们进行了三维电磁流体模拟，以重现与太阳能耀斑相关的电晕中的冲击波与称为太阳突出性的重等离子体之间相互作用的基本过程，而我们创建了一个分析模型，该分析模型代表机械过程，确认了数字模拟的结果，该结果是数字模拟的结果。通过根据获得的结果重新分析观察到的数据，我们发现了对冠状病毒期间冲击波物理量的定量讨论的基础，而冠状病毒期间的冲击波量很难直接观察到。在决赛（3）中，我们得出了一个缩放定律，描述了太阳耀斑的尺度与相关的质量和质量和速度之间的关系（Corona质量排放），并通过统计观察结果来支持它。我们还创建了一个分析模型，该模型描述了电晕质量发射通过星际空间传播的过程。这为我们提供了将太阳火焰与太空风暴联系起来的理论基础。

项目成果

SCALING RELATIONS IN CORONAL MASS EJECTIONS AND ENERGETIC PROTON EVENTS ASSOCIATED WITH SOLAR SUPERFLARES

• DOI: 10.3847/2041-8205/833/1/l8
• 发表时间: 2016-11
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Takuya Takahashi;Yoshiyuki Mizuno;K. Shibata

Energetics study on flux rope eruption driven by magnetic reconnection in turbulent current sheet

湍流片磁重联驱动磁绳喷发的能量学研究

• 发表时间: 2016
• 作者: 高橋卓也;柴田一成
• 通讯作者: 柴田一成

Sheath-accumulating Propagation of Interplanetary Coronal Mass Ejection

行星际日冕物质抛射的鞘累积传播

• DOI: 10.3847/2041-8213/aa624c
• 发表时间: 2017
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Takahashi;Takuya; Shibata;Kazunari
• 通讯作者: Kazunari

Coronal MHD shock-prominence interaction

日冕 MHD 激波与日珥相互作用

• 发表时间: 2016
• 作者: 高橋卓也;柴田一成;浅井歩
• 通讯作者: 浅井歩

Shock-Cloud Interaction in the Solar Corona

日冕中的冲击云相互作用

• DOI: 10.3847/1538-4357/aa5c39
• 发表时间: 2017
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Watanabe;Y.;Yamada;H.;Mine;T.;Kawamura;Y.;Nishihara;G. N.;Terada;R.;渡邉裕基，Gregory N. Nishihara，寺田竜太;渡邉裕基，森川太郎，三根崇幸，川村嘉応，伊藤史郎，Gregory N. Nishihara，寺田竜太;渡邉裕基，Gregory N. Nishihara，寺田竜太;高橋卓也
• 通讯作者: 高橋卓也