[論文レビュー] Chromospheric Flares

H. S. Hudson|ArXiv.org|Apr 6, 2007

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

本稿は、太陽耀斑のクロモソフィア的側面を再評価し、現在では耀斑がコロナでエネルギー解放されると理解されているものの、UVおよび白色光連続スペクトルを通じてクロモソフィアが耀斑の放射エネルギー出力を支配している点に焦点を当てる。クロモソフィアの蒸発、耀斑のエネルギー収支、連続スペクトル発生メカニズム、および形状から得られる構造的推論をレビューし、コロナからクロモソフィアへのエネルギー輸送の空間的・時間的解像度の未解決課題を強調する。

ABSTRACT

In this topical review I revisit the "chromospheric flare." This should currently be an outdated concept, because modern data seem to rule out the possiblity of a major flare happening independently in the chromosphere alone, but the chromosphere still plays a major observational role in many ways. It is the source of the bulk of a flare's radiant energy - in particular the visible/UV continuum radiation. It also provides tracers that guide us to the coronal source of the energy, even though we do not yet understand the propagation of the energy from its storage in the corona to its release in the chromosphere. The formation of chromospheric radiations during a flare presents several difficult and interesting physical problems.

研究の動機と目的

• 標準耀斑モデルではコロナに起因するとされるが、クロモソフィアが耀斑のエネルギー出力において果たす役割を再評価すること。
• コロナのエネルギーがクロモソフィア領域に急速に集中するメカニズムを理解するという、長年の課題に取り組むこと。
• 下部コロナプロセスのトレーサーとしてのクロモソフィア的特徴（連続スペクトル発生や蒸発など）を分析すること。
• 現在のモデルがクロモソフィアの動的でインパルス的段階の物理学を的確に捉えていない点を評価すること。
• 磁気再結合の文脈において、クロモソフィア観測を耀斑エネルギー収支の文脈で解釈するための枠組みを提供すること。

提案手法

• クロモソフィアプラズマパラメータのベースラインとして、VAL-C半経験的モデルを用い、10 Gおよび1000 Gの一定磁場を仮定する。
• Chen (1984) のプラズマ物理学の式を適用して、温度、密度、プラズマベータ、周波数、速度、スケール長を計算する。
• プラズマ周波数、ギロ周波数、衝突周波数の相対的大きさを分析し、集団的プラズマ効果の優位性を評価する。
• アルフェン速度および慣性長を評価し、粒子の磁気封じ込めの解除および磁気再結合の条件を特定する。
• 電子およびイオンの熱速度とラーモア半径を比較して、イオン-電子分離および非マクスウェル的効果の有無を評価する。
• Anzer & Pneuman (1982) の図解的モデルを用い、クロモソフィアリボン構造とコロナ磁気再結合、CMEの関連を結びつける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 標準耀斑モデルでは二次的要因であるにもかかわらず、なぜクロモソフィアがUVおよび白色光連続スペクトルを通じて耀斑の放射エネルギー出力の主因となるのか？
• RQ2 クロモソフィアの蒸発を支配する物理的メカニズムは何か？ そしてそれはコロナエネルギー解放とどのように関連しているのか？
• RQ3 なぜクロモソフィア観測（特にHαおよび連続スペクトル発生）が、耀斑の構造的・動的性質を推定するために依然として不可欠なのであるか？
• RQ4 現在のモデルが、クロモソフィアインパルス的段階の真の空間的・時間的複雑性をどれほど正確に捉えていないのか？
• RQ5 ベータ、衝突周波数、スケール長といったプラズマパラメータは、クロモソフィアにおける磁気再結合の可能性にどのように影響を与えるのか？

主な発見

• コロナエネルギー解放モデルでは二次的要因であるにもかかわらず、UVおよび白色光連続スペクトルを通じて、クロモソフィアが耀斑の放射エネルギー出力の主因である。
• クロモソフィアの蒸発は、コロナから下部大気へエネルギーを輸送する重要なプロセスであるが、その詳細なメカニズムは未だ十分に理解されていない。
• ベータ、衝突周波数、ラーモア半径といったプラズマパラメータは、特に1000 km以上上部で集団的プラズマ効果が支配的であることを示唆している。
• 遷移領域ではイオン慣性長が約100 mにまで増加し、磁気再結合に不可欠な粒子の磁気封じ込めの解除のスケールを定義する。
• 上部クロモソフィアでは衝突周波数がプラズマ周波数およびギロ周波数に比べて小さいため、集団的プラズマプロセスが支配的であると示唆される。
• VAL-Cモデルはオーダーオブマグニチュードの推定には有用であるが、時間依存的・3次元的・非平衡的効果、特に遷移領域付近では捉えられていない。