精密太陽モデルの構築と太陽ニュートリノ絶対強度の決定

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12047208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 柴橋 博資 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30126081)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関井 隆 国立天文台, 太陽物理学研究系, 助教授 (20332158) ; 鈴木 知治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20280935) ; 野本 憲一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90110676) ; 岩本 弘一 日本大学, 理工学部, 助手 (30318357) ; 尾崎 洋二 長崎大学, 教育学部, 教授 (30011547)
• Keywords: 太陽内部 / 日震学 / 太陽ニュートリノ

Research Abstract

太陽ニュートリノの観測値は、標準的恒星進化論に基づく太陽モデルの予想値よりも少ない。しかしながら、標準進化太陽モデルにはいくつかの欠点がある。仮定されている太陽の進化を確認する事は出来ないし、対流理論の不完全さを逆手に取って太陽の半径を再現するためのパラメーターとして扱っている。モデルの音速分布、密度分布が、日震学の観測による結果とは、きちんとは合っていない。
1.そこで、日震学の音速分布を拘束条件とし、太陽内部の金属量分布を仮定する事によって、今現在の太陽モデルを直接作った。このモデルでは太陽の進化をたどったり、対流の計算をする必要が無い上、モデルは日震学音速分布にぴったり合っている。金属量分布は、モデルの密度分布が日震学密度分布に最も合うような分布を探した。その結果、日震学音速分布、密度分布に一致する、(ニュートリノ以外の)全ての観測事実を最も忠実に再現する太陽モデルを作ることに成功した。そのモデルから予想されるニュートリノフラックスを諸量の不定性に基づく不定性も含めて計算し、実測値と比較したが、太陽ニュートリノの観測値は、この日震学太陽モデルの予想値よりも有意に小さい値であった。
2.太陽モデルへのインプットの一つである輻射の吸収係数を精密化するために、(i)吸収係数の計算に用いる原子物理データの精密化、及び(ii)元素組成を自由に変えて迅速にイオンの電離平衡状態を決定するソフトウェアの準備を試みた。(i)については、吸収係数計算において最も不定性が大きい要素である鉄などの多電子原子の低階電離イオンの、エネルギー準位、準位間の遷移確率を、Fock-Dirac方程式を数値的に自己無矛盾に解くルーチンの開発を行なった。(ii)については、天体物理学の他の分野に広く利用されているCloudyコードの設計方針を参考にして、計算コードの改良を重ねた。

Research Products

• [Publications] Appourchaux,T. et al.: "On measuring low-degree p-mode frequency splitting with full-disc integrated data"Monthly Notices Roy.Astron.Soc.. 319. 365-376 (2000)
• [Publications] Appourchaux,T. et al.: "Observational upper limits for low-degree solar g modes"Astrophys.J.. 538. 401-414 (2000)
• [Publications] Gough,D.O. et al.: "Phase Inversion of One-Dimensional Artificial Seismic Data"Solar Phys.. 195. 1-12 (2000)
• [Publications] Gough,D.O. et al.: "Comparison of phase inversion and time-distance analysis of one-dimensional artificial seismic data"in Proc.of SOHO 10/GONG 2000 Workshop : Helio- and Astero-seismology at the Dawn of the Millennium, eds.A.Wilson (ESA Publication Division, Noordwijk). (in press). (2001)
• [Publications] Sekii,T. et al.: "Local-area Helioseismology by SoT On-board Solar-B"in Proc.of SOHO 10/GONG 2000 Workshop : Helio- and Astero-seismology at the Dawn of the Millennium, eds.A.Wilson (ESA Publication Division, Noordwijk). (in press). (2001)
• [Publications] Shibahashi,H.: "Asteroseismology of Magnetic Stars"in Proc.of SOHO 10/GONG 2000 Workshop : Helio- and Astero-seismology at the Dawn of the Millennium, eds.A.Wilson (ESA Publication Division, Noordwijk). (in press). (2001)
• [Publications] Shibahashi,H. et al.: "Helioseismic Approach to the Solar Neutrino Problem and Neutrino Oscillations"in Neutrino Oscillations and their Origin, eds.Y.Suzuki,M.Nakahata,M.Shiozawa,& K.Kaneyuki (Universal Academy Press, Tokyo). 215-226 (2000)
• [Publications] Takata,M.,& Shibahashi,H.: "Solar Metal Abundance Inferred from Helioseismology"in Recent Insights into the Physics of the Sun and Heliosphere,-High-lights from SOHO and Other Space Missions-IAU Symp.No.203, eds.P.Brekke,B.Fleck,& J.B.Gurman (Astron.Soc.Pacific, San Fransisco). (in press). (2001)
• [Publications] Watanabe,S.,& Shibahashi,H.: "Low-Z Core Solar Models with Helioseismic Constraints and the Solar Neutrino Problem"in Proc.of SOHO 10/GONG 2000 Workshop : Helio- and Astero-seismology at the Dawn of the Millennium, eds.A.Wilson (ESA Publication Division, Noordwijk). (in press). (2001)