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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

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. フレアトリガー問題. Introduction. ようこうなどの衛星観測 フレア　←　磁気リコネクション. フレア・フィラメント噴出・ CME の統一モデル. Shibata et al. 1995, Shibata 1996, 1999. Moore et al. 2001. 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 )

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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

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. フレアトリガー問題 Introduction ようこうなどの衛星観測 フレア　←　磁気リコネクション フレア・フィラメント噴出・CMEの統一モデル Shibata et al. 1995, Shibata 1996, 1999 Moore et al. 2001

  3. 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）

  4. 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’

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. 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)

  9. 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)

  10. 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。

  11. フラックスロープ構築 Amari et al. 2003 bipolar potential field + twist motion (bottom boundary)

  12. フラックスロープ構築 bipolar potential field + twist motion (bottom boundary) ???

  13. 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

  14. 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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