天体物理学：コロナホール内の高速太陽風の発生源と考えられる交換リコネクション

太陽圏を満たす高速太陽風は、「コロナホール」と呼ばれる太陽表面の開いた磁場領域の深部から生じる。プラズマを加速するエネルギー源は広く議論されているが、詰まるところは本質的に磁気的であることを示す証拠があり、波動加熱や交換リコネクションなどの機構が候補に挙がっている。太陽の表面付近のコロナ磁場は「超粒状斑」対流セルに関連したスケールで構造化されており、そこでの下降流が強い磁場を生成している。こうした「ネットワーク」化した磁場束のエネルギー密度が、太陽風のエネルギー源の候補の1つである。本論文で我々は、探査機パーカー・ソーラー・プローブ（PSP）による高速太陽風ストリームの測定結果を報告し、交換リコネクション機構の強力な証拠を提示する。我々は、コロナ基部の超粒状斑構造の影響が太陽近傍の太陽風に残っているために、磁場の「スイッチバック」の非対称なパッチや、100 keVを超える範囲までべき乗則的に延びる高エネルギーイオンスペクトルを示すバースト的な太陽風ストリームが生じていることを示す。交換リコネクションの計算機シミュレーションによって、イオンスペクトルを含む観測の主要な特徴が裏付けられた。データからは、リコネクションが無衝突であることや、エネルギー放出速度が高速太陽風へのエネルギー供給に十分であることなど、低コロナ域における交換リコネクションの重要な特徴が推測された。このシナリオでは、磁気リコネクションは連続的であり、太陽風は、結果として生じるプラズマ圧力と動径方向のアルヴェン流バーストの両方によって駆動される。

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