anan.pptx

Size: px

Start display at page:

Download "anan.pptx"

あつとしあさま
4 years ago
Views:

1 ALMA で分解する黒点振動 ALMA 京都 2012 年 10 月 3 日京都京都大学阿南徹

2 黒点振動ひので /SOT CAⅡH 飛騨 /DST HeⅠ10830Å 2/21

3 周期 3 分 17GHz 彩層遷移層 Chorley et al FeⅠ6302Å 光球 5 分周期の変動 OⅤ629Å 遷移層 Thomas et al 時間 [ 分 ] Fludra /21

振動数分布 CaⅡH 彩層 8 CaⅡH 彩層 3.5-4.5mHz 4.5-5.5mHz 6 4 mhz 5.5-6.

4 振動数分布 CaⅡH 彩層 8 CaⅡH 彩層 mHz mHz 6 4 mhz mHz mHz 2 Socas- Navvaro et al Nagashima et al /21

彩層 3 分振動光球 5 分振動 FormaQon height HeI10830Å ALMA CaIIH3968.5Å FeI 3969.3Å FeI 3966.6Å FeI 3966.1Å FeI 3965.4Å SiI 10827.

5 彩層 3 分振動光球 5 分振動 FormaQon height HeI10830Å ALMA CaIIH3968.5Å FeI Å FeI Å FeI Å FeI Å SiI Å 光球から彩層へドップラー速度時間変化のこぎり型衝撃波上空にいくほど振幅が増加静穏領域より振幅小さい光球磁場は 7-11G で振動 Bellot Rubio et al. (2000) Felipe et al /21

コロナ黒点上空のコロナの振動 (650000K) Rezníkova et al. 2012 コロナで観測される 3 分振動ファン構造 (Krishna Prasad et al.

6 コロナ黒点上空のコロナの振動 (650000K) Rezníkova et al コロナで観測される 3 分振動ファン構造 (Krishna Prasad et al. 2012) 周期 :3 分 9 分速度 : km/s コロナループの振動 (De Moortel et al. 2000) 周期 : s 速度 : km/s エネルギーフラックス : ergs/cm 2 /s ( ループの加熱に足りない ) 6/21

7 彩層低層コロナの加熱彩層低層コロナの加熱に不十分コロナループの振動 (De Moortel et al. 2000) 観測量を元にした黒点振動の数値計算 (Felope et al. 2011) 観測量光球磁場 (SiⅠ10827Å) 光球ドップラー速度の時間変化 (SiⅠ10827Å) 3D シミュレーションで彩層 (CaⅡH HeⅡ10830Å) のドップラー速度時間変化を再現波の平均エネルギーフラックス = ergs/cm 2 /s ( 彩層の温度維持に必要なエネルギーフラックス ergs/cm 2 /s ) しかし波による加熱過程の観測に適している ( 私見 ) 7/21

8 源黒点の構造の解明に繋がる太陽固有振動 p- mode 黒点内部の磁気対流 Umbral dot ν [mhz] 黒点振動の k- ω 図 FeⅠ8688Å 光球 Braun et al 分振動の強いところ光球の明るさ彩層の明るさ彩層の視線速度 Jess et al それぞれの定量的評価が課題磁気対流と黒点振動の関係をはっきりさせる 8/21

9 モード黒点の構造の解明に繋がる観測的に明らかになっていない光球磁場の振動 => Fast mode と Slow mode の混合 (low- β) (Khomenko et al. 2003) 17GHz の輝度温度変化 => traveling acousqc wave (Shibasaki 2001) 光球の速度の振動が磁場に沿っている => Slow mode (Schunker et al. 2005) 光球と彩層での振動の位相差と振幅の増大 => low- β slow mode の進行波 (Centeno et al. 2006) 活動領域における Time distance の関係 ( 局所日震学 ) => Fast mode (e.g. Braun 1997) 9/21

10 モードモード変換混合 β 1 で発生変換率や方向は磁場と波数ベクトルの間の角度振動数に依存観測されていない振動モードは領域毎に違う * 統一的に解明されていない必要な情報各大気層各領域の振動モード Weight β 1 の層とその大気層での磁場と波数ベクトルの間の角度暗部中心 Fast mode Slow mode 暗部の境界 Khomenko et al /21

11 彩層遷移層コロナでの 3 分振動共鳴振動の寄与は観測的に未解明 Cut- off 振動数 Slow Low- β MHD wave f c = γg o cosθ 2πC S (T) < γg o cosθ 2πC S (T min ) 5cosθ [mhz] 振動数マップ [mhz] パワースペクトル (SDO/AIA) Socas- Navvaro et al Reznikova et al /21

12 黒点振動とフレア 3 分振動パワーの時間変化 (17GHz) フレア前 17 GHz Flux [sfu] フレア中の 17GHz と GOES のフラックス時間変化フレア後フレア中 3.1keV Flux [wal m 2 ] Sych et al /21

13 黒点振動の研究黒点振動ローレンツ力ガス圧勾配浮力を復元力とする波太陽物理黒点構造 ( 黒点での ) 波動によるコロナ彩層加熱知りたい事エネルギー収支波源各大気層における波モード進行波定在波 ( 共鳴振動 ) モード変換の観測 13/21

14 黒点振動黒点振動の研究ローレンツ力ガス圧勾配浮力を復元力とする波太陽物理黒点構造 ( 黒点での ) 波動によるコロナ彩層加熱知りたい事エネルギー収支波源各大気層における波モード進行波定在波 ( 共鳴振動 ) モード変換の観測 ALMA で迫る超高解像度観測多層での温度分布 14/21

15 視野 (100 GHz) 300 GHz 950 GHz Umbral dot の 10 倍下条さんスライドより 15/21

16 温度変化の分解音波進行波 (Landau & Lifshitz 1959) δt T = γ 1 ( ) v C S 0.2 v C S 2km /s 10km /s 1 ALMA の検出感度 ( 下条さんスライドより ) ex. 検出感度 0.2 mjy/beam = 太陽 : 10 5 Jy/Beam Δv 2 H (Felipe et al. 2010) Δv 0.2 光球充分分解できる 16/21

17 空間方向の分解励起源の情報に迫る構造の分解は励起源の情報に繋がる微細構造フィラメント構造 (Socas- Navvaro et al. 2009) 0.2 秒角の分解能でぎりぎり分解できる励起源 ( 磁気対流 ) Umbral dots (Jess et al. 2012) 大きさ 0.4 秒角 ALMA の空間分解能 0.38 GHz 0.12 GHz 0.04 GHz 微細構造の分解磁気対流の定量的評価を期待 HINODE/SOT CaII H 白黒反転 Socas- Navvaro et al /21

18 時間方向の分解必要な時間分解能 ALMA の時間分解能はターゲットによるできるだけ短い Time cadence が良い 3 分振動 => 30 秒最低 1 分進行波の分解 => 60 秒 20 秒音速 10 km/s 2 周波数帯放射層の高さの差 600 km? 4 周波数帯放射層の高さの差 200 km? 振動パターンの空間方向の広がり => 20 秒以下 km/s (Kobanov et al. 2006) 20 秒以下の時間分解能でも充分分解できない (Socas- Navvaro et al. 2009) 彩層上層部での非線形化 => 10 秒彩層上層部 (HeⅠ10830Å) におけるドップラー速度時間変化 2 秒 cadence Centeno et al /21

19 高さ方向の分解 4 周波数帯同時観測 19/21

20 高さ方向の分解でできる研究多周波同時温度分布観測位相速度と音速の比較 (+ 放射層の高さ ) => 進行波と定在波の定量的評価各層のパワーマップや微細構造 => 波数ベクトル磁場構造との比較 => 振動モード温度の振幅 (+ 位相速度 + 密度 ) エネルギー収支フラックスの測定振幅の増大 => 密度比 5 分振動から3 分振動への変化と温度の比較 (+ モード仮定 ) => Cut- off の直接観測温度最低層の温度と彩層での振動数との比較温度最低層と 3 分振動の関係 ( 温度最低層が観測してる大気層に入れば ) 20/21

21 黒点振動まとめローレンツ力ガス圧勾配浮力を復元力とする波黒点構造波動によるコロナ彩層加熱 ALMA によって可能となるサイエンスの展望超高解像度観測を活かして黒点振動に対する磁気対流の影響を定量的に評価微細構造多周波同時温度分布観測を活かしてエネルギーフラックス温度最低層彩層下部における波の位相速度と音速との関係温度最低層の温度と 3 分振動の関係 21/21

22 ご清聴ありがとうございました

23 質問黒点でのスペクトル線複数の周波数帯を選んだときの高さ方向の差分

24 Running penumbral wave 半暗部を外に向かって伝播暗部 / 半暗部境界位相速度 :15 20 km/s 周期 :3 分半暗部の外側の縁位相速度 :4 7 km/s 周期 :8 分ひので /SOT CAⅡH 暗部の振動が伝播していると考えられている理由は?

25 進行波と定在波の混合 C obs e i ( k obs x ω obs t) Ae i ( kx ωt) + Be i ( kx ωt ) ω obs = ω = {( A B)e ikx + B}e iωt k obs = i x log A B C eikx + B C C obs = A B ( )e ikx + B