理論面からの検討：エネルギー蓄積からフレアトリガまで鳥海森(国立天文台)フレア検討チーム清水敏文、渡辺恭子、浅井歩、伴場由美、草野完也、塩田大幸シンポジウム「スペース太陽物理学の将来展望」 (2014 Oct. 21)

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フレア・CME理論モデル
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数多く存在
● Tether-cutting model: Moore et al. (2001) ● Filament formation: van Ballegooijen & Martens (1989) ● Filament eruption: Chen & Shibata (2000) ● Flux cancellation model: Linker et al. (2003) ● Reversed shear model: Kusano et al. (2004) ● Kink instability: Török & Kliem (2005) ● Torus instability: Fan & Gibson (2007) o etc. Linker et al. (2003) Török & Kliem (2005)
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関連する観測も多数
クフレア・CME理論モデルタ　共通理解：基礎過程としてフラックスロープ形成↑↓磁気リコネクション
クフレア・CME理論モデルタ　共通理解：基礎過程としてフラックスロープ形成フラックスロープ放出↑↓磁気リコネクション
クフレア・CME理論モデルタ　共通理解：基礎過程としてフラックスロープ形成フラックスロープ放出↑↓磁気リコネクション

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フレア・CME理論モデルタ　共通理解：基礎過程として个外磁気リコネクション•問題は「いつ・何が系を不安定化させるのか？」 .不安定化させる要因（＝フレアトリガ）に関する研究は不十分.研究はあまり多くないらしい:  see, e.g, Forbes (2000) and Schrijver (2009)

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フレアトリガ研究
スコロナアーケード中に局所磁場構造が出現→フレア発生ス低層大気における磁気リコネクションによってフラックスロープが形成(フレアトリガ磁場)

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フレアトリガ研究
スコロナアーケード中に局所磁場構造が出現→フレア発生ス低層大気における磁気リコネクションによってフラックスロープが形成ストリガ磁場の方位角に依存大局的な磁場構造(フレアトリガ磁場)トリガ磁場の方位角Kusano et al. (2012)

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観測との比較o AR 11158 Mフレアにおけるトリガ磁場を「特定」 ●   トリガ磁場：500 km程度AR 11158の詳細な観測の●コロナアーケード:数日・数万kmのスケール●   トリガ磁場：数10分・100 km以下の要素が合体して形成
c.f. Bamba et al. (2013)

クまとめフラックスロープ形成个外磁気リコネクション.フラックスロープ数日、数万kmスケール.フレア条件(Hagyard 1990) PIL ≥ 10 Mm, shear ≥ 80° •トリガ磁場5000 km程度、数時間•ただし1000 km以下、数10分の構造が集合・合体すべてのスケールがフレア発生に重要
スRMHD計算・インバージョンスRMHD計算は「必須」 Bifrostコードの導入or国産モデル開発ス.輸入が楽ではある
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彩層スペクトルの複雑さ: IRISデータから静穏領域はBifrostモデルと比較できそうス活動領域・リコネクション・フレアは再現困難かス. Bifrostでどの程度再現可能か？ Bifrostを用いて、そもそもSolar-Cで彩層磁場等が観測可能か事前に調べる必要あり通常のEBスペクトル(Mg II k) . “異常”なEBスペクトル→シングルピークならV b = -100 km s −1 .
RMHD計算・インバージョンスBifrost計算の例：ダイナミックな現象の計算は少ない（難しい）スMartinez-Sykora et al. (2011)スピキュールの形成Archontis & Hansteen (2014) 「ナノ-マイクロフレア」の再現
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観測・運用との連携
スSolar-Cの制約：テレメトリとの勝負1. Solar-Cの現行計画値FoV : 180" × 180" = 130 Mm × 130 Mm . Resolution : 0.1" = 70 km .なるべく活動領域全体の発展を追いたい2. 3. トリガ観測としては分解能0.1"は悪くない？ケーデンスも考慮する必要あり4.詳細な議論は伴場さん講演を参照↑ス「1日前予報」の精度は現在とさほど変わらないのでは？ → 「数時間前予報」なら精度は向上するかもオ　トリガ的磁場はPIL周辺に多数存在→トリガの事前特定を可能にしておく必要性あり（次ページ）
ス課題：詳細なトリガ研究ス複数の「容疑者」？カ　実際の活動領域には多数のフレアトリガ的な磁場構造が存在観測視野が狭いため、事前にある程度ス「容疑者の絞り込み」が必要
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トリガリコネクションの発生高度？
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シミュレーションの改良ク複数トリガの導入フルMHD下でのシミュレーションスオ“リアリスティック”モデルスひので観測の向上も必須X [pixels]
のSolar-Cでのフレア研究に向けて↑　成功基準：何を目標とするか？ ↑　フレア領域の光球・彩層磁場測定1　エネルギー蓄積～トリガ機構の物理解明2フレア発生時刻・場所の事後特定カフレア発生時刻・場所の直前～同時特定(＝準リアルタイム予報)カフレア発生時刻・場所の事前特定(＝フレア予報)ク地球近傍への影響の事前予測(＝宇宙天気予報) (ミニマムサクセス)フルサクセスフルサクセスエクストラサクセス・フレア数時間前の地上観測へのフィードバックを想定■エクストラサクセス• 1-2日前予報によるSolar-C運用へのフィードバックを想定Solar-Cでは厳しいか• CME地球到達以前の「正確な」影響評価を想定
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Solar-Cでのフレア予測
カ　やるべきか？ク目指すべきではある↑　「フレア（直前・事前）予測」をエクストラサクセスとする場合、計画段階からそこに全軍投入して良いのか●　観測→予測→運用フィードバックは相応のコストがかかるγ　理論・観測研究の進展やSolar-C打ち上げ後の運用状況を見てから
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フレア補足率は向上するか？
»現在の理論研究・観測研究や運用体制の改善でまだまだ出来るはず（希望）ク 「今できる研究」を進めるべき
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フレア予測の実現可能性？
ク正直、分からない↑　フレア過程を完全に理解すれば予測・予報は実現するはず

現在までの理解：フレア理論
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タ　エネルギー蓄積：コロナアーケード・フラックスロープ形成ク　数日、数万kmスケールの現象タ　トリガ過程：トリガ磁場発生1数100 km、数時間程度の構造ホ　1000 km以下、数10分スケールの微小磁場が関与している可能性あり
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Solar-Cのフレア研究
カ　ミニマムサクセス：フレア磁場の測定（彩層含む）フルサクセス：物理機構の解明ス11 エクストラサクセス：事前予報（数時間前） → 「予報」は物理を解明してから。物理を完全に解明すれば出来る
ク課題スRMHDコードとインバージョンク   RMHDはBifrost輸入が現実的か
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フレアトリガの事前特定ク草野シミュレーションの改良↑　ひのでによるフレア補足率の向上
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Solar-Cによるフレア観測の可能性フ　Bifrostなどを活用し、 ● 浮上磁場●　リコネクション●フレアの彩層磁場等、観測可能性を検証Thank you for your attention!
スデータ駆動型シミュレーションクシミュレーションの境界条件1 現状：光球の3次元磁場データを利用して上空の磁場を推定河  Cheung et al. (in prep)：ジェットを生じた周囲の磁場環境を再現、 IRIS観測と比較
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彩層観測のメリットク光球磁場・彩層磁場観測から磁場勾配を計算→電流場を推定可能ク密度・エネルギーフラックスなども観測できればシミュレーションの精度を向上できるCheung et al. (2014, in prep)