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リコネクション・フレア後期

太陽シミュレーション研究会 2006 年 6 月 14 ・ 15 日 本郷. リコネクション・フレア後期. 横山 央明 （東京大学地球惑星）. フレアの磁気リコネクションモデル. Carmichael (1964); Sturrock (1966); Hirayama (1974); Kopp & Pneuman (1976). （ Ohyama&Shibata 1996 ）. （ Masuda et al. 1994 ）. （ Tsuneta et al. 1992 ）. リコネクション流入流の観測 Yokoyama et al. (2000).

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リコネクション・フレア後期

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Presentation Transcript

  1. 太陽シミュレーション研究会 2006年6月14・15日 本郷 リコネクション・フレア後期 横山 央明 （東京大学地球惑星）

  2. フレアの磁気リコネクションモデル • Carmichael (1964); Sturrock (1966); • Hirayama (1974); Kopp & Pneuman (1976) （Ohyama&Shibata 1996） （Masuda et al. 1994） （Tsuneta et al. 1992）

  3. リコネクション流入流の観測 Yokoyama et al. (2000) Yohkoh/SXT SOHO/EIT

  4. 流入流の観測 J. Lin et al. (2005) • MA=0.01-0.23

  5. 太陽風中のリコネクション Phan et al. (2006 Nature) • MA=0.03

  6. 最近の理論・シミュレーション研究 • 3次元リコネクション • ミクロマクロ相互作用（杉山・草野） • 「乱流」（Lazarianほか） • 相対論 渡邊・横山 • 解析的研究 新田 • 運動論リコネクション 多数

  7. 3次元リコネクション • Ugai & Shimizu (1996) 拡散領域の空間サイズが、電流に沿った方向にある程度あれば2次元と同じ結果 • Linton & Priest (2003) パッチーリコネクション

  8. 最近の理論・シミュレーション研究 • 3次元リコネクション • ミクロマクロ相互作用（杉山・草野） • 「乱流」（Lazarianほか） • 相対論効果 渡邊・横山 • 解析的研究 新田 • 運動論リコネクション 多数

  9. 空間スケールのギャップ プラズマミクロ過程による抵抗が効く空間スケール d = ri ~ 10 m d; 電流シートの厚み ri; イオンLarmor半径 フレアの空間スケール 104 –105 km 106から107ものギャップ！ 安定であるとは考えがたい

  10. フラクタル電流シート • Tajima & Shibata (1997) • 実現可能性？ 「大域的電流シート」 >1 km ~104 km ~10 m

  11. t=0 z y x Bx 横山（2001） 初期状態 • 磁場ベクトルポテンシャルに有限擾乱を与える。

  12. 結果 t=40 z y x ムービー

  13. 研究の最終目標 • 磁気流体シミュレーションで磁気乱流リコネクションを実現し物理を調べる。 現在の研究 • 3次元シミュレーション • 反平行磁場に、有限ランダム擾乱を初期に与えて、その後の経過を見る。

  14. エネルギー解放率の時間変化 • エネルギー解放率は、擾乱の影響をあまり受けない。少し小さくなる。 Time

  15. 「乱流」リコネクション 田沼他（2001） ティアリング不安定のくりかえしによる、非定常的リコネクション 電流シートの厚み

  16. 研究ネタ提案 ：乱流リコネクション • 3次元化 • 長時間計算 準定常的なリコネクションレートの定量化 • 外部擾乱の付加 磁気中性点をつらぬく縦磁場上を伝播するAlfven波の影響

  17. Nagashima & Yokoyama (2006 ApJ)リコネクションレート method 1 の結果について。 ×X class △M class □ C6-C9 Petschek model (fitting) 仮定： η：Spitzer抵抗 磁気Reynolds数

  18. 「乱流」的拡散の観測 拡散領域や衝撃波などの拡散構造の厚みの観測 ミクロ物理が効いているとすると数メートル 乱流なら100km？？

  19. 研究ネタ提案 そのほか • 物理過程の付加 • 放射冷却効果 • 粒子加速過程（経験的モデルによる） • 大bリコネクション 光球への応用

  20. 太陽フレアの磁気リコネクションモデル • Carmichael (1964); Sturrock (1966); • Hirayama (1974); Kopp & Pneuman (1976)

  21. 時間発展

  22. 研究ネタ フレア後期について • 高解像度計算 • フレアループの冷却（ポストフレアループ） • リコネクションの継続・終了 • 粒子加速過程（経験的モデルによる） • Fisher et al. (1985) 厚い標的モデルによる非熱粒子によるエネルギー注入の2次元・3次元版 • うまくいったら増田硬X線源や、ループ頂上のライン幅増大（Mariska & McTiernan 1999 ようこうBCS観測）について、なにか言えるかも。

  23. 64 計算モデル 8 • 3次元抵抗ありMHD • プラズマ • 磁気Reynolds数 • グリッド数 1282 x 32 z も周期境界

  24. 擾乱の拡散 初期

  25. Bx P Vx 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 t=0 x x x 擾乱の拡散 Along y=2,z=0 • 初期擾乱から音波が発生 時間

  26. 乱流リコネクション • Lazarian & Vishniac (1999) : large-scale magnetic Mach number of the turbulence

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