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2021 Fiscal Year Annual Research Report

炭素14の超高精度分析による太陽ダイナモ研究の新展開

Research Project

Project/Area Number 21H04497
Research InstitutionMusashino Art University

Principal Investigator

宮原 ひろ子  武蔵野美術大学, 造形学部, 教授 (00532681)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 門叶 冬樹  山形大学, 理学部, 教授 (80323161)
堀内 一穂  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (00344614)
森谷 透  山形大学, 理学部, 助手 (40732392)
櫻井 敬久  山形大学, 理学部, 客員教授 (60150265)
堀田 英之  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (10767271)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2025-03-31
Keywords太陽ダイナモ / 太陽活動周期 / 太陽活動極小期 / 宇宙線生成核種 / 加速器質量分析 / 太陽フレア
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、樹木年輪中の炭素14濃度を1年分解能で超高精度で分析することで、太陽活動極小期の発生直前の11年周期の特性を明らかにし、太陽活動の長期的低下のメカニズムについて手掛かりを得ることを目的としている。また、発展的目標として、太陽活動極小期と大規模太陽フレアとの関連性について議論することも目指している。
今年度は、ウォルフ極小期の発生直前の時代について、炭素14濃度の分析を重点的に行った。分析には、下北半島の猿ヶ森埋没林から採取されたアスナロの年輪を使用し、山形大学高感度加速器質量分析センターで重複測定を行った。
その結果、太陽活動が低下に向かう年代において大規模な太陽フレアが3回にわたって発生していたことが判明した。炭素14の増加が見られたのは、1262年、1269年、1280年の年輪で、それぞれ最大規模の太陽フレアである775年イベントの約13%、約27%、約19%の規模であった。いずれも11年周期の極大付近から衰退期にかけて発生していた。また、1262年のイベント以降、太陽周期が数年長くなっていた可能性も示された。太陽活動の低下にともない太陽内部で磁場が乱流の影響を受けやすくなっていた可能性や、複雑な黒点の出現によって極小期の発生が後押しされた可能性があることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究ではシュペーラー極小期などの100年以上にわたって継続する太陽活動極小期について優先的に分析することを予定していたが、大規模な太陽フレアの発生を示唆する炭素14濃度の増加がウォルフ極小期の開始直前の年代において確認されたため、その前後の年代の分析を優先させ、次年度よりシュペーラー極小期の本格的な分析を開始することとした。

Strategy for Future Research Activity

シュペーラー極小期の発生直前の時代について重点的に分析を行い、11年周期の振る舞いや大規模太陽フレアの有無などを精査していく。

  • Research Products

    (27 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Recurrent Large‐Scale Solar Proton Events Before the Onset of the Wolf Grand Solar Minimum2022

    • Author(s)
      Miyahara Hiroko、Tokanai Fuyuki、Moriya Toru、Takeyama Mirei、Sakurai Hirohisa、Ohyama Motonari、Horiuchi Kazuho、Hotta Hideyuki
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 49 Pages: e2021GL097201

    • DOI

      10.1029/2021GL097201

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PSTEP: project for solar?terrestrial environment prediction2021

    • Author(s)
      Kusano Kanya、Hotta Hideyuki(14番目)、Miyahara Hiroko(27番目)et al.
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 73 Pages: 159

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01486-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High‐Resolution <sup>10</sup> Be and <sup>36</sup> Cl Data From the Antarctic Dome Fuji Ice Core (~100 Years Around 5480 BCE): An Unusual Grand Solar Minimum Occurrence?2021

    • Author(s)
      Kanzawa K.、Miyake F.、Horiuchi K.、Sasa K.、Takano K.、Matsumura M.、Takahashi T.、Motizuki Y.、Takahashi K.、Nakai Y.、Ohtani K.、Tada Y.、Ochiai Y.、Motoyama H.、Matsuzaki H.、Yamazaki A.、Muramatsu Y.、Yamagata T.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 126 Pages: e2021JA029378

    • DOI

      10.1029/2021JA029378

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between magnetic field properties and statistical flow using numerical simulation and magnetic feature tracking on solar photosphere2021

    • Author(s)
      Takahata K、Hotta H、Iida Y、Oba T
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 503 Pages: 3610~3616

    • DOI

      10.1093/mnras/stab710

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 山形大学に導入した高感度加速器質量分析報告V2022

    • Author(s)
      武山美麗、森谷透、櫻井敬久、宮原ひろ子、大山幹成、 斉藤久子、門叶冬樹
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Variation of solar cycles before the onset of the Maunder Minimum revealed by high-precision carbon-14 analyses2021

    • Author(s)
      Hiroko Miyahara, Fuyuki Tokanai, Toru Moriya, Mirei Takeyama, Hirohisa Sakurai, Kazuho Horiuchi, Hideyuki Hotta
    • Organizer
      AGU fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of cosmogenic 10Be in endogenic travertine deposits at Baishuitai2021

    • Author(s)
      Hiroko Miyahara, Hongyang Xu, Limin Zhou, Kazuho Horiuchi, Hiroyuki Matsuzaki
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting (JpGU-AGU Joint meeting)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solar cycles around the onset of the Maunder Minimum2021

    • Author(s)
      Hiroko Miyahara, Fuyuki Tokanai, Toru Moriya, Mirei Takeyama, Hirohisa Sakurai, Kazuho Horiuchi, Hideyuki Hotta
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting (JpGU-AGU Joint meeting)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatial variations of 10Be in surface snow along the inland traverse route of Japanese Antarctic Research Expedition2021

    • Author(s)
      Kazuho Horiuchi, Shinji Kato, Kou Ohtani, Naoyuki Kurita, Shun Tsutaki, Fumio Nakazawa, Hideaki Motoyama, Kenji Kawamura, Hirofumi Tazoe, Naofumi Akata, Keisuke Yamagata, and Hiroyuki Matsuzaki
    • Organizer
      15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploration of beryllium calcination condition for the high-resolution 10Be analysis of cosmic ray events2021

    • Author(s)
      Kanzawa, K., Miyake, F., Horiuchi, K., Fujimori, R., Yamagata, T. and Matsuzaki, H.
    • Organizer
      15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多数試料Be同位体分析による古宇宙線変動の解明と古記録間の同期2021

    • Author(s)
      堀内一穂
    • Organizer
      日本地球化学会第68回年会
    • Invited
  • [Presentation] 観測・歴史時代の宇宙線・大気環境のプローブとしての高解像度宇宙線生成核種分析2021

    • Author(s)
      堀内一穂
    • Organizer
      グリーンランド南東ドームアイスコア、研究・掘削報告と分析計画に関する研究集会
  • [Presentation] Present status of the YU-AMS system and its operation over the past 10 years2021

    • Author(s)
      Mirei Takeyama, Toru Moriya, Hisako Saito, Hiroko Miyahara, Fusa Miyake, Motonari Ohyama, Rimi Sato, Rie Shitara, Hirohisa Sakurai,Fuyuki Tokanai
    • Organizer
      15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Be-7 in Japan, Iceland and Thailand during solar cycle 24 descent phase2021

    • Author(s)
      H.Sakurai,Y. Kawamura, S. Suzuki, F.Tokanai, et al.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting (JpGU-AGU Joint meeting)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Yearly variations in Be-7 concentrations in the surface air at Iceland and Japan for 17 years from 2003: Solar modulation of cosmogenic nuclide2021

    • Author(s)
      H.Sakurai,Y. Kawamura, F.Tokanai, et al.
    • Organizer
      12th Symposium on Polar Science online meeting OSo26
  • [Presentation] Numerical simulation of solar convection zone and magnetic field2021

    • Author(s)
      H. Hotta
    • Organizer
      The 30th International Toki Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High resolution simulation of solar convection zone in Fugaku2021

    • Author(s)
      H. Hotta
    • Organizer
      AAPPS-DPP2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Radiation Magnetohydrodynamics Simulations of Sunspot Formation with Influence of Deep Thermal Convection2021

    • Author(s)
      H. Hotta
    • Organizer
      AOGS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Successful reproduction of solar differential rotation in high-resolution calculation2021

    • Author(s)
      H. Hotta
    • Organizer
      AAS Solar Physics Division
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Correct reproduction of solar differential rotation in high-resolution simulation with Fugaku2021

    • Author(s)
      H. Hotta
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Invited
  • [Presentation] 赤道加速・表面勾配層・極向き子午面還流を再現した大規模数値シミュレーション2021

    • Author(s)
      堀田英之, 草野完也
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] 太陽内部・ダイナモ計算の現状と今後2021

    • Author(s)
      堀田英之
    • Organizer
      「富岳で加速する素粒子・原子核・宇宙・惑星」シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 富岳を用いた太陽対流層高解像度計算2021

    • Author(s)
      堀田英之
    • Organizer
      数値流体シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Solar/Stellar dynamo2021

    • Author(s)
      堀田英之
    • Organizer
      2021年度 国立天文台の将来シンポジウム ~波長を超えて将来計画を考える~
    • Invited
  • [Presentation] 赤道加速を達成した超高解像度計算の解析結果2021

    • Author(s)
      堀田英之, 草野完也, 嶌田遼太
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] Formation of super-strong magnetic field in a delta type sunspots pair in radiation magnetohydrodynamic simulations2021

    • Author(s)
      堀田英之, 鳥海森
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Book] 太陽地球圏環境予測オープン・テキストブック2021

    • Author(s)
      編者: 草野完也・石井守・三好由純・一本潔・余田成男
    • Total Pages
      474
    • Publisher
      名古屋大学学術機関リポジトリ

URL: 

Published: 2022-12-28  

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