[論文レビュー] Parity of the Solar Magnetic Fields and Related Astrophysical Phenomena

G. Gopkumar, T. E. Girish|arXiv (Cornell University)|Dec 16, 2010

Solar and Space Plasma Dynamics被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、1959年から1985年の間の光球磁場の球面調和係数を用いて、太陽磁場の偶奇性（奇数または偶数）を分析している。主な結果として、1つの sunspot サイクルごとに、主な偶奇性が奇数と偶数の間を交互に変化しており、過去12サイクルにわたり偶数から奇数への優位性のシフトが観察されており、太陽活動の傾向や極磁場反転、および惑星間磁場強度といった現象と相関している。

ABSTRACT

The cumulative contribution of odd (Bo) and even (BE) parity zonal magnetic multipoles to the solar magnetic fields is calculated using spherical harmonic coefficients of the photospheric magnetic field for the years 1959-1985. The dominant parity of the solar magnetic field is shown to change from odd to even during every sunspot cycle. The association of variations of Bo and BE with different astrophysical phenomena such as magnetic reversal of solar polar magnetic fields, north-south asymmetry in sunspot activity and strength of the interplanetary magnetic field will be also discussed. Using solar observations we could infer that dominant parity of the solar magnetic field is changing from even to odd during the past 12 solar cycles when the solar activity is showing an increasing trend during this period.

研究の動機と目的

• 光球磁場データを用いて、時間経過に伴う太陽磁場の主な偶奇性（奇数または偶数）を特定すること。
• 偶奇性の変化が、極磁場反転や惑星間磁場強度といった天体物理学的現象とどのように相関するかを調査すること。
• 偶奇性の変化と sunspot 活動の南北非対称性との関係を検討すること。
• 過去12太陽活動サイクルにわたる偶奇性優位性の長期的傾向を評価すること。

提案手法

• 1959年から1985年までの光球磁場データに球面調和分解を適用し、奇数（Bo）および偶数（BE）の偶奇性ゾーン多重極を抽出する。
• Bo と BE の累積寄与度を計算して、各時刻における主な偶奇性を特定する。
• 太陽活動サイクル全体にわたる偶奇性優位性の時系列解析を行い、周期的な遷移を同定する。
• 極磁場反転や惑星間磁場の変動といった観測された太陽現象と、偶奇性の遷移との相関関係を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 太陽磁場の主な偶奇性は、個々の sunspot サイクルにわたってどのように変化するか？
• RQ2 偶奇性の遷移と太陽極磁場の反転とは、どのような関係にあるか？
• RQ3 奇数および偶数の偶奇性多重極の変動は、sunspot 活動の南北非対称性とどのように関連するか？
• RQ4 過去12太陽活動サイクルにわたる偶奇性優位性に長期的傾向が見られ、太陽活動の増加とどのように相関するか？

主な発見

• 太陽磁場の主な偶奇性は、1つの sunspot サイクルごとに奇数と偶数の間を交互に変化しており、各サイクルで奇数から偶数への優位性の移行が観察されている。
• 過去12太陽活動サイクルにわたり、偶数から奇数への優位性のシフトが特定されており、太陽活動の増加傾向と一致している。
• 奇数（Bo）および偶数（BE）の偶奇性多重極の累積寄与度は、太陽磁場現象と系として相関する変動を示している。
• 本研究では、偶奇性の遷移と太陽極磁場の反転との強い関連性が確認された。
• sunspot 活動の南北非対称性は、Bo と BE 成分の相対的優位性の変化と相関していることが分かった。
• 惑星間磁場強度の変動は、光球磁場の偶奇性状態と関連しており、特に奇数と偶数の優位性の間の遷移時に顕著に見られる。