[論文レビュー] Comment on "Are periodic solar wind number density structures formed in the solar corona?" by N. M. Viall et al., 2009, Geophys. Res. Lett., 36, L23102, doi:10.1029/2009GL041191

Yu. I. Yermolaev|arXiv (Cornell University)|Sep 13, 2010

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 14被引用数 3

ひとこと要約

このコメントは、周期的太陽風数密度構造の形成位置について、陽子-アルファ粒子の逆相関が1 AUの観測点から0.002 AU以内で形成されたことを示唆するものであり、Viallら（2009）の解釈を精緻化する。陽子とアルファ粒子の速度差を分析することで、これらの構造が太陽に非常に近い位置で発生したと結論づけられる。

ABSTRACT

Location of formation of periodic solar wind number density structures is discussed. Observation of proton and alpha anticorrelation in these structures [Viall et al., 2009] indicates that taking into account that bulk velocity of aplha-particles is higher than that of proton the place of formation for these structures should be located at distance less 0.002 AU from place of observation.

研究の動機と目的

• Viallら（2009）が報告した周期的太陽風数密度構造の起源位置を再評価すること。
• これらの構造における陽子とアルファ粒子の逆相関の意味を調査すること。
• 粒子の速度差に基づいて、このような構造が形成可能な太陽からの最小距離を特定すること。
• イオン運動論的データを用いて、太陽風密度揺動の解釈を精緻化すること。

提案手法

• 周期的太陽風構造における陽子とアルファ粒子の数密度の逆相関を示す観測データを分析する。
• アルファ粒子と陽子の間の測定された流れ速度差を用いて、太陽コロナからの放出にかかる時間遅れを推定する。
• 速度差を応用して、このような構造が形成可能な太陽からの最大距離を推定する。
• 時間遅れは数密度の逆相関から導出され、距離 = 速度差 × 時間遅れの式を用いて形成距離を計算する。
• 得られた形成距離を1 AUでの観測点と比較し、起源位置を制約する。
• 速度差と観測された逆相関の両方が、形成が1 AUの観測点から0.002 AU以内に起こったことを示唆するため、形成は非常に太陽に近い位置に限定される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 観測された陽子-アルファ粒子の逆相関を踏まえると、周期的太陽風数密度構造は太陽コロナのどの位置で形成されるのか？
• RQ2 陽子とアルファ粒子の速度差は、構造形成のタイミングと位置にどのように影響するか？
• RQ3 観測されたイオン行動を考慮すると、このような構造が形成可能な太陽からの最大距離はどの程度か？
• RQ4 陽子とアルファ粒子の数密度における逆相関は、これらの太陽風構造の形成領域を制約できるか？
• RQ5 密度揺動の約10分周期の観測は、太陽に近い場所での特定の形成メカニズムを示唆するか？

主な発見

• 周期的太陽風構造における陽子とアルファ粒子の数密度の逆相関は、太陽コロナからの放出に時間遅れが生じることを示唆する。
• アルファ粒子の平均速度が陽子よりも高いことから、観測された逆相関により、形成距離が1 AUの観測点から0.002 AU未満に制限される。
• したがって、これらの周期的密度構造の形成位置は、太陽に非常に近く、1 AUの観測点から0.002 AU以内に限定される。
• この制約は、二種類のイオン種間の速度差と観測された数密度の逆相関に直接起因する。
• 本分析により、Viall ら（2009）が想定したよりもきめ細かい上界が得られた。
• 結果は、これらの構造が内側コロナ付近に局在する太陽起源であることを支持しており、太陽風の中でより外側に形成されたという仮説とは相反する。