Over-the-Limb Flare におけるループトップ非熱的放射源について

1. フレアループ 太陽円盤 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 B A 22-26 26-30 30-40 Over-the-Limb Flareにおけるループトップ非熱的放射源について (Loop Top Nonthermal Emission Sources Associated with an Over-the-Limb Flare) 浅井 歩(Ayumi Asai)1,岡 光夫2, 西田 圭佑2, 田中 康之3 1: 国立天文台・野辺山太陽電波観測所 (NAOJ/NSRO) asai@nro.nao.ac.jp, 2: 京都大学・花山天文台 (Kyoto University), 3: 東京大学 (Univ. of Tokyo) JPGU 2006, Makuhari, Japan, 15–18 May, 2006 RHESSI Nobeyama Radioheliograph 2. 観測・解析データ 1. INTRODUCTION GOES/ 軟X線ライトカーブ The finding of loop-top hard X-ray (HXR) sources (Masuda et al. 1994) is one of the most important results achieved with Yohkoh. We studied the M3.7 flare which occurred on 2005 July 27 at NOAA 10786. This flare is an over-the-limb flare, and the footpoints are occulted by the solar disk. Therefore, the microwave and the HXR images of the flare clearly showed the loop-top sources. We examined the emission sources in detail spatially, temporally, and spectroscopically. We concluded that at least one of the HXR sources is nonthermal. • フレア • 2005年7月27日、04:30UT • M3.7クラス • 北東のリムで発生 (NOAA 10786, N10E91) • ループ足元は太陽リムに隠されて見えない • データ • マイクロ波:野辺山電波ヘリオグラフ(NoRH) • 硬X線:RHESSI • その他:TRACEなど M 3h 6h 9h 12h Fig.2 GOES衛星によって得られた、フレアの軟X線ライトカーブ。長時間持続フレア(LDE)である。 • ループトップ硬X線放射源(Masuda et al. 1994)の素性は何か(thin-targetによる非熱的放射?/熱的放射?)、まだよく分かっていない。 • 硬X線では足元から(thick-target)の放射が強く、ループトップ放射源は観測例そのものが少ない。 04:30 04:45 05:00 05:15 UT フレアループ • RHESSI衛星での観測が期待されたが これまでのところ不発… • 足元が太陽円盤で隠された(over-the-limb)フレアならループトップ放射源が観測しやすい。 • RHESSIおよび野辺山電波ヘリオグラフでそのようなフレアを調べてみる。 プロミネンス 04:35 04:45 04:55 05:05 UT 非熱的放射 Fig.3 極紫外線(TRACE衛星:171A)およびマイクロ波(NoRH:34GHｚ)で見るフレアの様子。まずプロミネンス噴出が見える(マイクロ波では熱放射)。続いて明るい放射源がマイクロ波見えるがこれは非熱的放射(ジャイロシンクロトロン放射)。飛ばなかったプロミネンスに一部吸収されている。 Fig.1 Over-the limbフレアでは、ループの足元が太陽円盤で隠されることにより、比較的弱いとされるループトップの放射源が観測されやすい。 3.硬X線およびマイクロ波放射源の空間分布 4. 撮像分光 – マイクロ波 • NoRHは17GHz34GHzの2周波で観測しており、マイクロ波のスペクトルインデックス(a-index)マップを求めることができる • ループトップの放射源(硬X放射源A)ではa ~ –1.0  d ~ 2.5 Fig.5 マイクロ波(NoRH)と硬X線(RHESSI)の放射源の空間分布。白の等高線は04:45UTのマイクロ波画像(プロミネンスの位置が分かる)、黒の等高線は34GHzでTb=1MK。 プロミネンスによる影響 04:51–05:03UTに注目 NoRH 17 GHz 34 GHz 12–25 keV 25–40 keV 放射源Bはループトップに位置する 04:57UT a ~ –1.0 d ~ 2.5 RHESSI 12-25 keV 25-50 keV 50-100 keV マイクロ波のフラックススペクトル と、非熱的電子のスペクトル の間には、ジャイロシンクロトロン放射の場合、近似的に の関係がある(Dulk 1985)。 Fig.6 マイクロ波(NoRH)と硬X線(RHESSI)の放射源の空間分布。白の等高線は04:45UTのマイクロ波画像(プロミネンスの位置が分かる)、黒の等高線は34GHzでTb=1MK。 Fig.7 電波のスペクトルインデックス(a-index)マップ。等高線(黒)はNoRH34GHzでTb=1MK、等高線(白)は00:45UTのNoRH34GHz画像。 放射源B 04:52UT Fig.4 マイクロ波(NoRH)と硬X線(RHESSI)のライトカーブ。 放射源A • 非常に硬いスペクトルを示す • 磁気ループに閉じ込められた高エネルギー電子からの放射 • 硬X線放射源(A)がループトップ付近に現れる。この放射源は、注目している時間帯に亘り常に見えている。マイクロ波の非熱的放射源もほぼ同じ位置に現れる。 • 04:52–04:54UTのわずか2分間に限り、主要な放射源よりもさらに上空に硬X線放射源(B)が現れる。マイクロ波ではこの位置には放射源は見られない。 6. SUMMARY 5. 撮像分光 – 硬X線 硬X線の強度スペクトル と非熱的電子のスペクトル の間には、Thin-targetモデルの場合、 の関係がある(Hudson et al. 1985)。 • 2005年7月27日のover-the-limbフレアについて、硬X線およびマイクロ波でのループトップ放射源を調べた。 • マイクロ波では非常に硬いスペクトルを持つ(d ~ 2.5)非熱的放射が見られた。 • 硬X線では、熱的な硬X線放射源(A)がマイクロ波放射源と一致する場所に現れた。またさらに上空に放射源(B)が現れた。 • 放射源Bはインパルシブ相初期の短時間(初期の2分間)のみ現れ、増田ソースと酷似した物理的特長を示した。(d ~ 2.5の)非熱的と考えて矛盾ないが、比較的軟らかい非熱的スペクトルを示し、高エネルギー帯ほど上空に見られるという(熱的な特徴の)傾向も示した。 • 放射源Bの物理的な特徴については、今後より詳細な解析が必要 A B Fig.8 左:各エネルギー帯での硬X線画像(RHESSI)。放射源AとBが見える。右:放射源AとBでの強度スペクトルとフィッティング結果。 • 放射源A: g ~ 7.9  このエネルギー帯では熱的放射が優勢 • 放射源Aからは熱的(硬X線領域)+非熱的(マイクロ波領域)の放射 • 放射源B: g ~ 5.3  d ~ 4.8 の非熱的放射(Thin-targetを仮定)が優勢 • インパルシブ相初期のごく短時間にしか現れない(04:52 – 04:54UT) • マイクロ波放射源を伴わない • 時間変化(放射源の移動)は不明 • エネルギーによる空間分布の違い: 高いエネルギー帯ほど上空に現れる傾向