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New horizons in research of magnetic reconnection and particle acceleration opened by solar soft X-ray imaging-spectroscopy: demonstrated by a sounding rocket experiment for a future satellite mission

Research Project

Project/Area Number 18H03724
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 16:Astronomy and related fields
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

Narukage Noriyuki  国立天文台, 太陽観測科学プロジェクト, 助教 (50435806)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥44,200,000 (Direct Cost: ¥34,000,000、Indirect Cost: ¥10,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000)
Fiscal Year 2018: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
Keywords粒子加速 / 磁気再結合 / X線撮像分光観測 / 観測ロケット実験 FOXSI-3 / 観測ロケット実験 FOXSI-4 / 衛星計画 PhoENiX / 太陽 / フレア / 磁気リコネクション / コロナ / 観測ロケット実験FOXSI-3 / 小型衛星計画PhoENiX
Outline of Final Research Achievements

This study aims to realize two-dimensional focusing imaging-spectroscopy in the soft X-ray band for solar flares in order to understand magnetic reconnection and particle acceleration. The key to this observation is a camera system using a back-illuminated CMOS sensor, which is sensitive to soft X-rays and capable of high-speed continuous exposure of several hundred times per second or more.
In this study, we installed our CMOS camera system on NASA's sounding rocket (FOXSI-3) and succeeded in soft X-ray focusing imaging-spectroscopy of the solar corona for the first time in the world, although during non-flare condition.
On the other hand, we have developed CMOS detector and camera system for future solar flare observations using a satellite, and successfully obtained the necessary basic technologies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

太陽は人類に最も身近な天体であり、そこで起きる現象の理解は知的価値だけに留まらない。例えば、太陽フレアによって生成される高エネルギー粒子(加速粒子)やX線などの電磁波は、地球周辺の宇宙環境に大きな影響を及ぼす。つまり、本研究が目指す粒子加速過程の理解は、太陽フレアによる宇宙天気変動の理解や、社会環境への影響の把握を通じて社会へ貢献し得る。
加えて本研究は、半導体検出器、高速データ処理回路などの最先端技術を活用しており、工学・産業分野との連携で成り立っている。本計画の推進において、現時点でも既に新たな技術の獲得がなされており、今後も更なる工学・産業分野への波及効果が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (88 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (69 results) (of which Int'l Joint Research: 25 results,  Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (9 results)

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      Buitrago-Casas J.C.、Christe S.、Glesener L.、Krucker S.、Ramsey B.、Bongiorno S.、Kilaru K.、Athiray P.S.、Narukage N.、Ishikawa S.、Dalton G.、Courtade S.、Musset S.、Vievering J.、Ryan D.、Bale S.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 15 Issue: 11 Pages: P11032-P11032

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/11/p11032

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      Narukage Noriyuki、Ishikawa Shin-nosuke、Sakao Taro、Wang Xinyang
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 950 Pages: 162974-162974

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.162974

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    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 891 Issue: 1 Pages: 78-78

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab7200

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      Proceedings of the SPIE

      Volume: 11118 Pages: 111181216-111181216

    • DOI

      10.1117/12.2530029

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      Ishikawa Shin-nosuke、Takahashi Tadayuki、Watanabe Shin、Narukage Noriyuki、Miyazaki Satoshi、Orita Tadashi、Takeda Shin’ichiro、Nomachi Masaharu、Fujishiro Iwao、Hodoshima Fumio
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 912 Pages: 191-194

    • DOI

      10.1016/j.nima.2017.11.033

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      成影 典之、渡辺 伸、坂尾 太郎、高橋 忠幸、長澤 俊作、南 喬博、三石 郁之、川手 朋子、石川 真之介、Lindsay Glesener、FOXSI-4 members
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      成影 典之、岡 光夫、深沢 泰司、松崎 恵一、渡辺 伸、坂尾 太郎、石川 真之介、萩野 浩一、三石 郁之、水野 恒史、篠原 育、下条 圭美、高棹 真介、田辺 博士、上野 宗孝、高橋 忠幸、高島 健、太田 方之
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      Noriyuki Narukage, Mituso Oka, Yasushi Fukazawa, Keiichi Matsuzaki, Shin Watanabe, Taro Sakao, Shin-nosuke Ishikawa, Kouichi Hagino, Ikuyuki Mitsuishi, Tsunefumi Mizuno, et al.
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      Jessie McBrayer Duncan, Subramania Athiray Panchapakesan, Sophie Musset, Juliana Therese Vievering, Alastair A MacDowell, Lindsay Glesener, Lance Davis, Juan Camilo Buitrago-Casas, Connor O'Brien, Shin-nosuke Ishikawa, Tadayuki Takahashi, Shin Watanabe, Noriyuki Narukage, et al.
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      Juliana Therese Vievering, Lindsay Glesener, Juan Camilo Buitrago-Casas, Subramania Athiray Panchapakesan, Sophie Musset, Jessie McBrayer Duncan, Noriyuki Narukage, Daniel Ryan, Andrew R Inglis, Tadayuki Takahashi, Shin Watanabe, Steven Christe, Sam Krucker, Paul Turin and Brian Ramsey
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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