[P-EM16] 太陽圏・惑星間空間

[PEM16-P05] Grad-Shafranov方程式による太陽風磁気ロープ再構築の新方式

*丸橋 克英¹、塩田 大幸¹、勇樹 久保¹、洋 長谷川²、宗利 徳丸³ (1.情報通信研究機構、2.宇宙科学研究所、3.名古屋大学宇宙地球環境研究所)

キーワード：太陽風磁気ロープ、太陽風磁場、磁場構造

太陽風磁気ロープはコロナガス噴出や地磁気嵐に関係して、長い間研究されてきた。３次元の形状と内部の磁場構造を決めることが中心的課題であり、２つの解析方法が広く使われている。（１）観測された磁場データをforce-free磁場モデルに当てはめる方法（FF法）と（２）Grad-Shafranov方程式を用いて磁気ロープを再構築する方法（GS法）である。GS法では、衛星の軌道に沿った磁場の空間構造を境界条件として３次元構造を計算することにしているが、衛星観測で得られる磁場データは空間変化と時間変化が混ざったものであるという問題がある。我々は太陽風磁気ロープが自己相似的に膨張している場合について、衛星軌道に沿う観測データから膨張の効果を除去した空間変化を求める方法を考案した。この純粋に空間的な変化に対してGS法を適用することにより、太陽風磁気ロープの３次元構造を正しく求めることができる。この発表では、理論的に計算したforce-free磁場構造を衛星で観測される「観測データ」に新方式のGS法を適用した結果を報告する。正しい構造が得られることが確認された。これに合わせて、従来のGS法のように、計算された「観測データ」を空間変化と仮定してGS法を適用すると結果に膨張の効果がどのように影響するかを検討した。一般に、膨張率が大きくなるにしたがって、結果が大きなエラーを含むようになり、膨張率がある値に達すると、GS法の計算が破綻することがわかった。このことは従来のGS法が見掛けの非対称性の大きい磁気ロープの解析に適用できないことを示している。最後に、時間変化を含む太陽風磁気ロープデータを正しく解析できる一般的な理論が発表されている（Hasegawa et al., JGR 2014）。このHasegawa　et al.の方法とここで論じた新方式のGS法を組み合わせることにより、太陽風磁気ロープの実際に存在する非対称と膨張による見掛けの非対称が分別せきるかもしれないと期待している。