[論文レビュー] Velocity vectors of a quiescent prominence observed by Hinode/SOT and the MSDP (Meudon)

B. Schmieder, Ramesh Chandra+2 more|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|Nov 26, 2009

Optical measurement and interference techniques被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、高分解能の Hinode/SOT Hα 画像と同時期の MSDP スペクトロスコピーを組み合わせることで、静止した太陽プロミネンスにおける3次元速度ベクトルを測定した。横方向の速度が線速度方向のドップラーシフトと同等の大きさ（縁部で±15 km s⁻¹）であることが判明し、Hα 画像における垂直構造が真の垂直磁気フラックスチューブではなく、傾いた磁場線の3次元的投影である可能性を示唆しており、静的プロミネンスモデルに疑問を呈する。

ABSTRACT

The dynamics of prominence fine structures is a challenge to understand the formation of cool plasma prominence embedded in the hot corona. Recent observations from the high resolution Hinode/SOT telescope allow us to compute velocities perpendicularly to the line-of-sight or transverse velocities. Combining simultaneous observations obtained in H-alpha with Hinode/SOT and the MSDP spectrograph operating in the Meudon solar tower we derive the velocity vectors of a quiescent prominence. The velocities perpendicular to the line-of-sight are measured by time slice technique, the Dopplershifts by the bisector method. The Dopplershifts of bright threads derived from the MSDP reach 15 km/s at the edges of the prominence and are between +/- 5 km/s in the center of the prominence. Even though they are minimum values due to seeing effect, they are of the same order as the transverse velocities. These measurements are very important because they suggest that the verticalstructures shown in SOT may not be real vertical magnetic structures in the sky plane. The vertical structures could be a pile up of dips in more or less horizontal magnetic field lines in a 3D perspective, as it was proposed by many MHD modelers. In our analysis we also calibrate the Hinode H-alpha data using MSDP observations obtained simultaneously.

研究の動機と目的

• 同時期の高分解能観測を用いて、静止プロミネンスにおける3次元速度ベクトルを測定すること。
• Hα 画像で観測される垂直構造が、真の垂直磁場構造であるのか、それとも傾いた磁場線の投影であるのかを評価すること。
• 同時期の MSDP スペクトロスコピック測定を用いて Hinode Hα データをキャリブレーションすること。
• 微細構造の動態とその磁場トポロジーとの関係を調査すること。
• 寄生極性および磁場再結合がプロミネンス動態に果たす役割を評価すること。

提案手法

• 線速度方向に垂直な横方向速度を導出するため、Hinode/SOT Hα 時系列データにタイムスライス法を適用した。
• MSDP Hα スペクトログラムに対してバイセクタ法を用い、線速度方向ドップラーシフトを測定した。
• JOP 178 連携キャンペーン期に、Hinode/SOT とメウドン太陽望遠鏡の MSDP による同時観測を実施した。
• SOT からの横方向速度と MSDP からの径方向速度を組み合わせることで、速度ベクトルを再構築した。
• 同時期の MSDP の強度および速度測定を用いて、Hinode Hα 画像のデータキャリブレーションを実施した。
• SOHO/MDI の磁場データを分析し、磁場強度および極性配置を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 プロミネンスで観測される垂直 Hα 構造は、真の垂直磁場構造であるのか、それとも傾いた磁場線の投影であるのか？
• RQ2 SOT から導出された横方向速度と、MSDP からの線速度方向ドップラーシフトとは、どのように比較されるか？
• RQ3 寄生極性および磁場再結合が、プロミネンス動態に果たす役割は何か？
• RQ4 観測された速度パターンは、3次元的磁場モデルを静的フラックスチューブモデルよりもどれほど支持するか？
• RQ5 観測された速度構造は、磁場浮上、熱膨張、または再結合イベントによって説明可能か？

主な発見

• タイムスライス解析による横方向速度は、プロミネンス縁部で最大15 km s⁻¹に達し、ドップラーシフトと同等の大きさである。
• MSDP からのドップラーシフトは縁部で±15 km s⁻¹、中央部で±5 km s⁻¹であり、観測条件の影響により実際の値は低く見積もられている可能性がある。
• 横方向速度と線速度方向ドップラーシフトの大きさの類似性から、垂直 Hα 構造は3次元空間における傾いた磁場線の投影である可能性が高い。
• プロミネンスは弱い磁場領域（≤10 G）に位置し、小さな極性が急速に変化する可能性があり、動的挙動を駆動している可能性がある。
• 観測データは、物質が傾いた磁場線に沿ったくぼみに閉じ込められている3次元的磁場モデルを支持しており、垂直フラックスチューブモデルとは異なる。
• 明るい縁と暗いくぼみは、準分離層における磁場再結合または圧力上昇に起因し、バブル形成やプラズマ噴出と関連している可能性がある。