太陽フレア発生機構の解明とガンマ線バーストへの応用

Abstract

本研究は、太陽フレアにおける磁気リコネクションのエネルギー解放機構や付随して起こる質量放出・粒子加速機構などの謎を明らかにすることにより、太陽フレアの発生機構を解明し、そこで得られた知見を太陽以外の天体フレア現象、とくに、ガンマ線バーストに応用することを目的とした。得られた主要な成果は次の通り。1)磁気リコネクション・モデルによる硬X線とHαで見たフレアの違いの謎の解明、2)フレア硬X線バーストにともなう下降流の発見、3)HαとX線によるモートン波(フレアから発生した電磁流体ファーストモード衝撃波)の同時観測、4)モートン波に付随するX線膨張現象(電磁流体ファースト衝撃波の世界初の立体観測)、5)EIT波とモートン波の数値シミュレーションによる再現、6)巨大カスプ型アーケードにともなう電磁流体衝撃波(ファーストショックとスローショック)の世界初の同定、7)リコネクションインフローのMHDモデリング、8)コロナ加熱とナノフレアの非線形Alfven wave model、9)太陽コロナにおける「Dawn-Dusk Asymmetry」の発見、10)コロナ巨大アーケードの温度・エミッションメジャー解析とフレア/アーケード・ループ長のスケーリング則の検証、11)太陽恒星コロナ/フレアの「HR図」:エミッションメジャー温度(EM-T)スケーリング則の発見、12)降着円盤コロナのリコネクション加熱モデル、13)ガンマ線バーストの中心エンジンとしてのコラプサーの一般相対論的MHDシミュレーション、14)コロナ質量放出(CME)にともなう太陽フレアのlog-normal分布の発見と、ガンマ線バーストの新しいモデル(フレア/CMEモデル)の提唱。

The purpose of this research is to clarify energy release mechanism of solar flares, by examining basic mechanism of reconnection and associated mass ejections and particle acceleration, and to apply solar flare mechanism to cosmic flares and gamma ray bursts. Main research results are as follows. 1)Explanation of apparent difference between hard X-rays and H alpha images of flares based on magnetic reconnection model. 2)Discovery of downflow associated with hard X-ray bursts of flares. 3)Simultaneous observation of Moreton wave with H alpha and X-rays. 4)Discovery of X-ray expanding features associated with Moreton wave (first discovery of 3D structure of coronal fast mode shock). 5)Modeling of EIT wave and Moreton wave with MHD simulations. 6)Identification of fast and slow shocks in giant arcade. 7)MHD modeling of reconnection inflow. 8)Nonlinear Alfven wave model of coronal heating and nanoflares. 9)Discovery of "dawn-dusk asymmetry" in the solar corona. 10)Emission measure -temperature analysis of giant coronal arcade and test of flare/arcade loop length scaling law. 11)"HR diagram" of solar/stellar flares and coronae. 12)Reconnection heating model of accretion disk corona. 13)General relativistic MHD simulation of collapsars as a model of gamma ray bursts. 14)Log-normal distribution of CME/flare and new model of gamma ray bursts.