太陽・太陽風:太陽風磁気ロープ

Abstract

The purpose of this review is to examine the possibility of predicting large geomagnetic storms from solar observations. Three topics are focused on: (1) the relationship between coronal magnetic fields and interplanetary magnetic flux ropes, (2) the role of magnetic flux ropes in geomagnetic storms, and (3) further studies needed for improving the ability to predict geomagnetic storms based on he present knowledge of interplanetary magnetic flux ropes. Evidence is presented that the magnetic structures of magnetic flux ropes are strongly controlled by large-scale magnetic fields in the solar source regions of coronal mass ejections. The relationship suggests the possibility of predicting the variations in interplanetary magnetic fields based on solar observations at the time of launch of coronal mass ejections. An analysis of one particular geomagnetic storm reveals the necessity of further precise knowledge on the global topology of flux ropes in interplanetary space. Finally, some important problems to be studied in the future are suggested.

太陽風磁気ロープはコロナガス噴出現象(CME: coronal mass ejection)で形成され、太陽コロナの磁場を地球へ運んでくる。この結果、地球では、強い南向きの太陽風磁場が10時間以上も続き、大きな磁気嵐を引き起こすことがある。したがって、太陽風磁気ロープの磁場構造を、CME発生領域の磁場構造から、CME発生時に予測できる可能性がある。この可能性について太陽風磁気ロープの研究を主体に解説することが本稿の目的である。主要なテーマは(1)太陽風磁気ロープと太陽コロナ磁場との関係、(2)磁気嵐の発達における太陽風磁気ロープの役割、(3)太陽風磁気ロープに関する今後の研究課題の3点である。太陽風磁気ロープの磁場構造を、その起源となったCMEの発生領域における太陽磁場と比較すると、両者の間に一定の幾何学的関係があることが分かる。この幾何学的関係が、CME発生領域の磁場構造の観測から磁気ロープの磁場構造と、地球で観測される太陽風磁場の変化を予測できる可能性の根拠となる。1つの磁気嵐を例にとって、その原因となった太陽風磁気ロープの形状について解析結果を示す。この結果は太陽風磁気ロープの伝搬を3次元的に考察する必要性を示唆する。最後に、太陽風磁気ロープの一層の理解に導く今後の研究課題を列挙する。