Yohkoh から Solar-B に向けての粒子加速

NAOJ 　今田　晋亮

今日の話

• 今日の話のポイント　電場• Yokoho 時代にわかった粒子加速

の話• 太陽での粒子加速に電場がなぜ大

事か• Solar-B で粒子加速を議論するに

は何を議論すればよいか

Yohkoh が捕らえたフレア

Tsuneta et al

Loop Top Source

フレア概念図

Shibata et al 1995

粒子加速モデル

Tsuneta&Naito 1998

Shimada et al 1997

磁気リコネクションでの加速

Hoshino 2005

地球磁気圏における磁気リコネクション近傍での高エネルギー電子

＞３８ｋ eV 　電子フラックス

電子温度

高時間分解能での　　　　　　　　　　　磁場 Bz と高エネルギー電

子

3sec

3sec

3sec

48:43.051

48:49.508

48:41.45

高エネルギー電子の増大と磁場 Bz が強くなるのはほぼ同時。　　　　３つの衛星ともで観測された高エネルギー電子起源は同一の磁気リコネクション起源と考えられる。つまり Bz の大きな領域が伝播して衛星に尾部側から順番に観測していると考えられる。磁場の強い領域の厚みは 3X312~1000km 程度と見積もれる。

Bz

＞５０．５　 Electron　Flux

磁気リコネクション構造における衛星の位置

09:48:32

09:48:40

09:48:48

09:48:56

磁気リコネクションの構造が時間がたつにつれて、広がっていくことがわかる。

衛星は３０秒程度の時間ではほぼ静止していると考えられる。磁気中性線が尾部方向に流れていくことがわかり、その速度はおよそ100km/sec 程度である。

エネルギースペクトル

Ｃ２： γ＝６．３（１．６秒後）

Ｃ３： γ＝５．０（６．５秒後）

Ｃ４： γ＝６．５

時間と共に磁場が強くなり、それにともなってベキが硬くなっている

40 60 80 100 120

Energy (keV)

-27

-25

-23

２５

Solar-B 時代では何を？

1. 今までの続き。 Slow Shock やジェット下流のパラメータを決め、さらに乱流（拡散）を考える

2. それとも Solar-B 時代は下から攻める時代？

EY= VA x B ｚ = 1.2 mV/m during reconnection

BLOBE=20 nT

NPS=0.5 cm-3

VA= 620 km/s

Y direction width ~ １ Re

eΦ → ~ 10 keVリコネクシリコネクションョン

この環境の中でＭｅＶ近い粒子が観測されている

1. 今までの続き

磁気圏全体での断熱的運動

B

Ey~0.3mV/m

Y

X

20Re -20Re

-20Re -60R

e 3n

T 1n

T

Eyd~80kV Convection: 　 E/BgradB drift: 　 [myu]/B(gradB)

10keV

40keV

V perp だけで考えれば

-20Re で 40keV なら 　　 -60Re では 13keV

差が 27keV なので、 8Re までは 40keV の電子は空になってるはず

Source RegionSource Region

等方的な３次元の分布を Source に与える

2 次元移流拡散方程式 ( 拡散Ｙ方向のみ )

Dawn-Dusk Profile 2t0D y⊥ =σ2σ=40/7 Re σ=40/3 Re

Bohm 拡散の～０．１

テスト粒子計算（モンテカルロ）

ピッチ角散乱

磁場構造Bz= αBlobe x<0

= 4αBlobex/λx ＋ αBlobe 0< x<λx

=5αBlobe λx<x

X=0 X=λx X=2λx

Bz

1000km

15 nT

3 nT

スタート位置 終了位置

粒子軌道

太陽では？

EY= VA x B ｚ = 12V/m during reconnection

BLOBE=~10 G

VA= 620 km/s

Y direction width ~ １ Re

eΦ → ~ 100 MeV

2. 下から攻める時代？

Chae 2001

速度シア電場

速度

電場の divergence がある

ρ が存在　理想 MHD の枠組みの外？

Wiegelmann 2005Matsumoto & Hoshino 2004

二流体コードが必要？• ポアソン方程式を解く必要性　∇・ E ＝４ πρ• つながってる磁力線は等ポテンシャルになる

ので、片側の光球面の運動で作られた δρ をコロナを通じて解消する

光球 光球

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