Development of procedures to diagnose nonthermal electrons in solar flares via ultraviolet and soft x-ray line spectroscopy

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14314
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 川手 朋子 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 招聘研究員 (10647100)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: X線・紫外線分光 / プラズマ分光偏光 / 原子物理 / 粒子加速 / 非平衡プラズマ / 太陽フレア

Outline of Annual Research Achievements

2019年度の研究実績は(1)加速電子の条件を基にした放射数値計算のパラメータサーベイと提案中の太陽観測衛星Solar-C_EUVSTによる加速粒子診断可能性の検討、(2)Solar-C_EUVSTの観測波長の最適化と光学設計検討、 (3)加速粒子診断の他波長への応用 である。
(1)2018年度までに開発した、任意の原子データ・電子分布における放射数値計算コードを用いて、加速粒子診断が可能である波長範囲を調査した。その結果、現在提案中の太陽観測衛星計画Solar-C_EUVSTにおいて加熱陽子診断が可能であることが示唆された。この結果は2019年日本天文学会秋季年会で報告した。また該当波長による診断が可能であるかを実験的に検証するため、核融合科学研究所共同研究に応募し、同研究所大型ヘリカル装置の実験時間を獲得した。
(2)Solar-C_EUVST計画の科学および装置検討に参加し、本研究で得た加速粒子診断の知見を生かし、観測波長範囲の定義や光学設計を行った。将来高時間・高空間分解観測により、本研究課題で構築した診断手法を用いて、粒子加速問題の解決に活かせると考えられる。これらの検討結果はSPIEおよびHinode-13/IPELS国際研究会で報告した。
(3)可視光観測などにおいても、本研究で用いた手法は応用可能である。2018年度に出版したHα線による偏光観測データの解釈に関する結果に加え、赤外カルシウム線による加速電子診断の可能性についてデータ解析及び考察を行った。これらの結果は日本地球惑星連合大会および原子分子データ応用フォーラムセミナーで報告した。

Research Products

• [Journal Article] Estimating the Temperature and Density of a Spicule from 100 GHz Data Obtained with ALMA (2020)
  • Author(s): Shimojo, Masumi; Kawate, Tomoko; Okamoto, Takenori J.; Yokoyama, Takaaki; Narukage, Noriyuki; Sakao, Taro; Iwai, Kazumasa; Fleishman, Gregory D.; Shibata, Kazunari
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 888 Pages: L28
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab62a5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Solar-C_EUVST mission (2019)
  • Author(s): Shimizu, Toshifumi; Imada, Shinsuke; Kawate, Tomoko et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 11118 Pages: 1111807
  • DOI: 10.1117/12.2528240
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Concept study of Solar-C_EUVST optical design (2019)
  • Author(s): Kawate, Tomoko; Shimizu, Toshifumi; Imada, Shinsuke; Tsuzuki, Toshihiro; Katsukawa, Yukio; Hara, Hirohisa; Suematsu, Yoshinori; Ichimoto, Kiyoshi; Warren, Harry; Teriaca, Luca; Korendyke, Clarence M.; Brown, Charles
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 11118 Pages: 111181N
  • DOI: 10.1117/12.2527957
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of Solar-C_EUVST structural design (2019)
  • Author(s): Suematsu, Yoshinori; Shimizu, Toshifumi; Hara, Hirohisa; Katsukawa, Yukio; Kawate, Tomoko; Ichimoto, Kiyoshi; Imada, Shinsuke
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 11118 Pages: 111181O
  • DOI: 10.1117/12.2529010
  • Peer Reviewed
• [Presentation] EUVST instrumental design and observation capability (2019)
  • Author(s): T. Kawate, T. Shimizu, S. Imada, T. Tsuzuki, Y. Katsukawa, H. Hara, Y. Suematsu, K. Ichimoto, H.P. Warren, L. Teriaca, C. M. Korendyke, C. Brown, B. De Pontieu
  • Organizer: Hinode-13/IPELS
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 太陽フレアにおけるHa偏光の発生可能性についての観測的検証 (2019)
  • Author(s): 川手朋子、花岡庸一郎
  • Organizer: 日本地球惑星連合大会
• [Presentation] ALMA観測による太陽大気構造の理解 (2019)
  • Author(s): 川手朋子、岡本丈典、岩井一正、増田智、下条圭美
  • Organizer: 日本地球惑星連合大会
  • Invited
• [Presentation] Concept study of Solar-C_EUVST optical design (2019)
  • Author(s): Tomoko Kawate, Toshifumi Shimizu, Shinsuke Imada, Toshihiro Tsuzuki, Yukio Katsukawa, Hirohisa Hara, Yoshinori Suematsu, Kiyoshi Ichimoto, Harry Warren, Luca Teriaca, Clarence M. Korendyke, and Charles Brown
  • Organizer: SPIE
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] EUVST によるフレア加速粒子診断 (2019)
  • Author(s): 川手朋子
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] Detection of Non-thermal Electrons in LHD plasmas via Fe-line Spectroscopy (2019)
  • Author(s): T. Kawate, M. Goto, I. Murakami, T. Watanabe
  • Organizer: International Toki Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 赤外Ca II線を用いた太陽フレアにおける直線偏光の起源の調査 (2019)
  • Author(s): 川手朋子,阿南徹, 一本潔, 上野悟
  • Organizer: 「プラズマ分光計測と原子分子素過程研究の融合最前線」 「原子分子データ応用フォーラムセミナー」 合同研究会