磯部洋明 京都大学花山天文台 波動加熱勉強会 2004年2月23日 波動加熱最近の研究 理論 I. 波動の発生 磯部洋明 京都大学花山天文台 波動加熱勉強会 2004年2月23日

光球のflow（対流）起源 光球flowによるコロナ加熱のモデル リコネクション Steiner et al. 1998 Ulmschneider, Museilakシリーズ 光球flowによるコロナ加熱のモデル Hurlburt, Alexander, & Ruckridge 2002 Gudiksen & Nordlund 2002 リコネクション Sturrock Galsgaard & Rossev Takeuchi & Shibata

Series papers by Ulmschneider, Musielak et al. 対流層の乱流(given)によるlongitudinal/transverse/tortional tube waveの発生 Lighthill-Stein理論の応用 線形、thin tube近似 波動のback reaction 　は無視 波のパワー： Transverse >Tortional >>Longitudinal Noble, Musielak, Ulmschneider 2003, A&A, 1085, 1095

非線形シミュレーション 光球面上の乱流で波を励起 Transverse wave: F = 109 erg cm-2 s-1 Longitudinal wave:　　　　　 F = 2×108 erg cm-2 s-1 線形理論より1桁程大きい Transverse: Huang , Musielak, & Ulmschneider 1995, A&A, 297, 579 Longitudinal: Ulmschneider & Musielak 1998, A&A, 338, 311

Steiner et al. 1998) 対流と磁気要素の相互作用の数値シミュレーション 2D MHD+Radiative transfer (gray) partial ionization, sub-grid turbulence

Swaying motion 磁場を曲げている力は主にガス圧。dynamic pressureの寄与は小さい t〜150s、v〜4km/s F=4×108 erg cm-2s-1 （計算領域内平均）＝＞filling factorを1%とすれば3×107 erg cm-2 s-1 100s

Shock waves その１ 対流の水平方向の流れが下降流領域の手前で減速されるところ(Cattaneo 1990)

Shock wave その２ 磁場のswaying motionによりshock発生 速度〜10km/s (音速〜7km/s)

Shock wave その３ flux sheetが”squeeze”されることで内部に衝撃波が発生。18.4分(全計算時間)で6回。

V-profileに現れるshockの徴候 blue shift成分 検出には時間分解10秒程度必要

Gudiksen & Nordlund 2002, ApJ, 572, L113 光球のrandom motionによるコロナ加熱の3次元MHDシミュレーション ただしDC加熱（Joule heating） 3D MHD、非等方Spitzer熱伝導、放射冷却 grid 100x100x111、領域 30x50x50 (Mm) 光球磁場（観測）からPotential磁場を計算して初期条件とする 光球でrandom motion ＝＞加熱 Slenderなループ構造ができる。TRACEの観測をよく再現。

http://www.astro.su.se/~boris/

movie

Hurlburt, Alenxander, Rackridge 2002, ApJ, 577, 993 黒点を含む磁気対流の2次元MHDシミュレーションから上部境界(光球)のPoynting fluxを計算 =>上空の磁力線へのheat fluxとして仮定 TRACE171 TRACE195 SXT/Al.1

自分の計算の紹介 発達した対流層＋光球彩層コロナ 一様垂直磁場 ←対流が磁場をひねってコロナに電流形成

彩層リコネクション (Sturrock 1996, 1999) 彩層リコネクション＝＞wave発生、コロナ磁場のトポロジー変化＝＞加熱 semi empiricalなモデルから磁場強度とheat fluxの関係を導出 (Roald, Sturrock, Wolfson 2000, ApJ, 538, 960)

光球、彩層（遷移層）のリコネクションの理論的研究 Litvinenko 1999, ApJ, 515, 435 analytic modelでリコネクションの速さを計算 canceling magnetic featureを説明 Takeuchi & Shibata 2001, ApJ, 546, L73 光球リコネクションの2次元MHDシミュレーション slow, Alfven waveの発生 Rossev & Galsgaard 2001, Galsgaard and Rossev 2002 Explosive eventのモデル 観測されるラインプロファイル等を計算

光球リコネクションによる波動発生 (Takeuchi & Shibata 2001) F slow = 1010 erg cm-2 s-1 F Alf = 109 erg cm-2 s-1

おまけ：浮上磁場とコロナ磁場のリコネクション（磯部、宮腰、柴田、横山）