電波観測を用いたリアルタイム宇宙天気予報システムの構築

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J09524
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 岩井 一正 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所・宇宙環境研究室, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: 太陽 / 宇宙天気 / 電波観測 / FPGA

Outline of Annual Research Achievements

太陽の大気コロナでは、フレアに代表される爆発現象や、コロナ質量放出(以下CME)と呼ばれるプラズマ雲の放出現象が発生する。その過程では、強い電波放射(太陽電波バースト)が発生する。粒子の伝搬速度よりも電波の伝搬速度は速いため、電波バーストの検出は宇宙天気災害の有効な予報手段となる。
山川望遠鏡は受け入れ研究機関であるNICTが新たに開発した太陽電波望遠鏡である。観測周波数帯域は70MHz - 9GHzであり、フレアに起因する太陽電波バーストの発生周波数帯域をほぼ全てカバーできる。本望遠鏡にはFPGAを用いた最新鋭のデジタル分光計OCTAD-Sが搭載され、観測する全帯域で8msの時間分解能で連続観測が可能である。本年度はこの新型分光計の性能評価および査読論文への投稿を行った。論文は現在査読中である。論文化と並行して山川望遠鏡を用いた太陽電波バーストの定常観測を行った。その結果、多数の電波バーストの受信に成功した。特に2016年4月18日に発生した太陽フレアに伴う電波バーストは、NICTが毎日行っている宇宙天気予報の直前に発生した。そのため関連する太陽フレアによって発生した高エネルギー粒子の地球への到来を、電波バーストの情報から到来前に予測し、予報発令に反映させることに成功した。この予報成功は本研究の重要な目的の達成を意味する。今後は電波バーストの自動認識システムを付加することで、粒子の到来前予測の例を増やすことが課題である。
この他、山川望遠鏡と相補的な情報が得られるミリ波・サブミリ波の太陽観測を実現するために野辺山45m望遠鏡による太陽観測実験を行い、高度高度な較正手法を開発した。この技術を応用して日米欧の国際協力で建設された大型ミリ波・サブミリ波電波干渉計ALMAによる太陽観測国際チームに参画し、ALMAを用いた世界初の太陽観測実験を成功させることに大きく貢献した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 米国国立電波天文台(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: 米国国立電波天文台
• [Int'l Joint Research] マックスプランク研究所(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: マックスプランク研究所
• [Journal Article] he Brightness Temperature of the Quiet Solar Chromosphere at 2.6 mm (2017)
  • Author(s): Iwai Kazumasa, Shimojo Masumi, Asayama Shinichiro, Minamidani Tetsuhiro, White Stephen, Bastian Timothy, Saito, Masao
  • Journal Title: Solar Physics Volume: 292 Pages: 22
  • DOI: 10.1007/s11207-016-1044-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Microwave observations of a large-scale coronal wave with the Nobeyama radioheliograph (2016)
  • Author(s): Warmuth, A., Shibasaki, K., Iwai, K., Mann, G.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 593 Pages: A102
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] NICT新太陽電波望遠鏡と宇宙天気予報 (2016)
  • Author(s): 岩井一正、久保勇樹、石橋弘光、直井隆浩、亘慎一、石井守
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学 (愛媛県・松山市)
  • Year and Date: 2016-09-16
• [Presentation] Chromospheric sunspots in the millimeter range as observed by the Nobeyama radioheliograph (2016)
  • Author(s): Iwai, K, Koshiishi, H, Shibasaki, K, Nozawa, S, Miyawaki, S, Yoneya, T
  • Organizer: Solar Physics with Radio Observations
  • Place of Presentation: 名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
  • Year and Date: 2016-09-09 – 2016-09-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fine Spectral Structures of Solar Radio Type-I Bursts observed by AMATERAS (2016)
  • Author(s): Iwai, K
  • Organizer: CESRSA (the Community of European Solar Radio Astronomers) workshop
  • Place of Presentation: Orleans (France)
  • Year and Date: 2016-06-13 – 2016-06-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Observation of the Solar Chromosphere at 2.6 mm (2016)
  • Author(s): Iwai, K, Shimojo, M, Asayama, S, Minamidani, T, White, S, Bastian, T, and Saito, S
  • Organizer: CESRSA (the Community of European Solar Radio Astronomers) workshop
  • Place of Presentation: Orleans (France)
  • Year and Date: 2016-06-13 – 2016-06-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] New solar radio telescope of NICT and its space weather forecasting, (2016)
  • Author(s): wai, K., Kubo, Y., Watari, S., Ishibahi, H, and Ishii M
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ (千葉県・千葉市)
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26