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RHESSI 衛星および 野辺山電波ヘリオグラフによる、 ループトップ放射源の観測

RHESSI 衛星および 野辺山電波ヘリオグラフによる、 ループトップ放射源の観測. 浅井 歩 、 中島 弘、下条 圭美 ( 国立天文台 ) 、 S.M. White( メリーランド大 ) 、 H.S. Hudson( カリフォルニア大 ). ループトップ硬 X 線放射源. フレアループ上空に現れる硬 X 線放射 (Masuda et al. 1994)  熱的 ? 非熱的 ? マイクロ波放射源 ( ループ中 )  両者から見積もられるエネルギースペクトルインデックスにギャップがある !?.  硬 X 線、マイクロ波で imaging spectroscopy.

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RHESSI 衛星および 野辺山電波ヘリオグラフによる、 ループトップ放射源の観測

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  1. RHESSI衛星および野辺山電波ヘリオグラフによる、ループトップ放射源の観測 浅井 歩、中島 弘、下条 圭美(国立天文台)、 S.M. White(メリーランド大)、 H.S. Hudson(カリフォルニア大)

  2. ループトップ硬X線放射源 • フレアループ上空に現れる硬X線放射 (Masuda et al. 1994) 熱的?非熱的? • マイクロ波放射源(ループ中) 両者から見積もられるエネルギースペクトルインデックスにギャップがある!? 硬X線、マイクロ波でimaging spectroscopy

  3. スペクトルインデックスd, a, g • d: 電子のエネルギースペクトルインデックス (マイナスで定義) • a: マイクロ波での放射強度スペクトルインデックス (プラスで定義) • g: 硬X線での光子スペクトルインデックス (マイナスで定義)

  4. 観測データ フレア 2002年7月23日 00:20 UT に発生 NOAA 10039 (南東のリム付近) GOES X4.8 class データ マイクロ波(野辺山電波へリオグラフ) 硬X線(RHESSI) 6-12 keV 12-25 keV 25-50 keV 50-100 keV

  5. スペクトル時間変化 (Holman et al. 2003) インパルシブ相 • 熱的成分＋非熱的成分 • T ~ 30 MK • g ~ 2.5-3.5 プリフレア相 • 非熱的成分 • g ~ 5.0-5.5 • マイクロ波でもプリフレア相における非熱的成分が見つかっている (Asai et al. 2006) e-g

  6. 放射源の空間分布 プリフレア相 インパルシブ相 (Krucker et al. 2003; Emslie et al. 2003) 34 GHz 12-25keV 25-40keV 34 GHz 12-18keV 50-80keV g ~ ? a ~ ? 熱的成分 : 40MK | | loop source footpoint sources | | 非熱的成分 : g ~ 3.0

  7. Imaging spectroscopy 10-12keV 12-14keV 14-16keV 16-18keV • プリフレア相でのフレアループ上空の硬X線放射源はg~5.3の非熱的放射と考えて矛盾はない 24-26keV 18-20keV 20-22keV 22-24keV g~5.3 26-28keV 28-30keV 30-35keV 35-40keV 10keV 50keV 00:20:00 ~ 00:24:30 UTまで積分

  8. aとgの比較 (White et al. 2003) • インパルシブ相 • 電子スペクトルにギャップ • d~2.0 (microwave) • d~4.5 (HXR) • プリフレア相 • g~5.3  d~4.8 (thin-target modelを仮定) • a~-3.2  d~4.8 (optically-thin gyro-synchrotronを仮定) • 同じ電子スペクトルを持つ!! aマップ a~-3.2 aインデックス

  9. 非熱的粒子の見積もり • 同じ電子のエネルギースペクトル(インデックスd)を示す 電子のエネルギースペクトルを求める (マイクロ波:Dulk 1984, 硬X線: Sakao 1994; Hudson et al. 1978) • だいたい一致(?) 10keV以上の(非熱的)電子の数: • だいたい一致(?) • 周囲のプラズマの5~6割程度が加速? (注!:　乱暴な解析結果です) [electrons/keV] [cm-3]

  10. まとめ • 2002年7月23日のフレアについて、そのプリフレア相に見られるループトップ放射源を撮像分光して調べた(マイクロ波・硬X線) • プリフレア相での非熱的放射は素性が良い(!?) 1. 硬X線放射源は非熱的放射(g~5.3)として矛盾ない(マイクロ波でも非熱的放射確認) 2. 硬X線放射とマイクロ波から見積もられた電子のエネルギースペクトルインデックス(d)が一致する(硬X線放射はthin-target modelを仮定) 3. インパルシブ相における加速粒子は全体の1/2~2/3程度と見積もられる

  11. 仮定した条件 Emin = 10 [keV] 磁場強度: ~70G プリフレア相でoptically-thin thermal emissionであることを利用して偏波率から推定(ただしq~45度とした) peak count の70%以上の領域 周囲の(ターゲット)密度: ~1X109 [cm-3] peak countの40%以上の領域(ただし放射領域は硬X線とほぼ同じサイズ) 硬X線 マイクロ波

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