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

• 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。

• 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( ~ 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。 ( ~ 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

Fig.3 極紫外線 (TRACE 衛星 :171A) およびマイクロ波 (NoRH:34GH ｚ ) 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。

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

• 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。

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。

5. 撮像分光 – 硬 X 線

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。

Fig.7 電波のスペクトルインデックス (-index) マップ。等高線( 黒 ) は NoRH34GHz でTb=1MK 、等高線 ( 白 ) は 00:45UTの NoRH34GHz 画像。• 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

フレアループ

太陽円盤

• 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

2. 観測・解析データ

A

B

10-12 12-14 14-16

16-18 18-20 20-22

22-26 26-30 30-40

AB

~ –1.0 ~ 2.5

NoRH17 GHz

34 GHz

RHESSI12-25 keV

25-50 keV50-100 keV

04:51–05:03UTに注目

1. INTRODUCTION

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 nont

hermal.

RHESSI Nobeyama Radioheliograph

04:35 04:45 04:55 05:05 UT

04:30 04:45 05:00 05:15 UT

プロミネンス

M

3h 6h 9h 12h

GOES/軟 X 線ライトカーブ

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。

• 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。

非熱的放射

フレアループ

Fig.4 マイクロ波 (NoRH) と硬X 線 (RHESSI) のライトカーブ。

6. SUMMARY

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

04:57UT

04:52UT

12–25 keV25–40 keV 放射源 B はルー

プトップに位置する

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 。

放射源 A

放射源 B

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) 。

EENe )(

)(F

9.0/)22.1(~

• 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(-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 ~ –1.0 ~ 2.5

• 放射源 A: ~ 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: ~ 5.3 ~ 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

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) 。

EENe )(

)(HXRI

5.0~