[論文レビュー] Observation of an Instability in a 'Quiescent' Prominence

G. Stellmacher, E. Wiehr|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2012

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、Hαスリットヨー画像法およびCa II 8542分光法を用いて、静止した太陽フレア雲を貫通する泡状の空洞の初回観測を報告する。空洞はHα放射が著しく抑制されており（16倍以上減少）、7–17 km/sで伝播しており、MHD圧縮波と整合的である。ドップラーシフトが最大12 km/sに達することは、Kippenhahn-Schlüterモデルにおける横方向磁気的安定性の破壊を示唆している。

ABSTRACT

We present the detection of a bubble-like cavity traveling through a quiescent prominence. The H-alpha emission in the cavity is >16 times smaller than in its surroundings. The cavity propagates almost with the phase-velocity of MHD compressive waves. We suggest a disruption of the lateral magnetic stability. The Ca II 8542 spectra indicate a material outflow along the lines of force up to 12 km/s.

研究の動機と目的

• 静止したフレア雲において予期せぬ動的構造が形成される物理的起源を解明すること。
• 観測された泡状空洞が真の放射欠損部であるか、ドップラーシフトの非バンド状態によるアーチファクトであるかを特定すること。
• 磁場不安定性がフレア雲の動的挙動を引き起こす役割を評価すること。
• 径方向速度および線幅の測定を通じて、非熱的運動および流出を推定すること。
• Kippenhahn-Schlüter磁場安定性基準が静止したフレア雲に適用可能かどうかを検証すること。

提案手法

• 空洞の運動および形状を追跡するため、0.5 Åの透過帯域を有する高分解能Hαスリットヨー画像法。
• 露出時間を約1秒に短縮するため、2段階の近接焦点型画像増幅器を用いた同時Ca II 8542分光法。
• 対照度強化を施したKodalithフィルム記録により、微弱な赤外線放射線の分析を実施。
• 空間分解能およびスペクトル分解能はそれぞれ約1 arcsecおよび15 mÅであり、±120 km/sまでのドップラーシフトを検出可能。
• 太陽円盤中心の3×10⁻³を下限検出限界として、Hα放射欠損の推定を実施。
• 観測された伝播速度とMHD波理論（v_MHD = √(v_sound² + v_Alfven²)）の比較により、摂動の位相速度の計算を実施。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 静止したフレア雲に泡状空洞が形成され伝播するのはどのような原因によるか？
• RQ2 観測された空洞は真の放射欠損部であるか、ドップラーシフトによるアーチファクトか？
• RQ3 観測されたフレア雲物質の横方向流出を引き起こす物理的メカニズムは何か？
• RQ4 摂動はKippenhahn-Schlüterモデルにおける横方向磁気的安定性基準を破壊するか？
• RQ5 観測された速度は理論的MHD波速度およびフレア雲の沈下速度とどのように一致するか？

主な発見

• 空洞のHα放射は周囲のフレア雲と比較して少なくとも16倍以上低下しており、真の放射欠損部であることが確認された。
• 空洞は7–17 km/sで伝播しており、MHD圧縮波の位相速度と整合的であり、アルヴェン速度が3–13 km/sの範囲にある必要がある。
• 空洞の境界で最大12 km/sのドップラーシフトが観測され、磁場線に沿ったフレア雲物質の横方向流出を示している。
• 非熱的線幅が最大5 km/sまで測定され、フレア雲内に乱流的またはマルチコンポーネントの流れが存在することを示唆している。
• 観測された速度は、フレア雲物質がコロナを通過する際の沈下速度（Unsöld, 1970）とよく一致しており、MHD波解釈を支持している。
• 不安定性は、微小な摂動によって引き起こされるKippenhahn-Schlüterモデルにおける横方向磁気的安定性基準の破壊として解釈される。