太陽大気での磁気リコネクション現象におけるエネルギー輸送の観測的研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23540278
• Research Institution: Japan Aerospace Exploration Agency
• Principal Investigator: 清水 敏文 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (60311180)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: 太陽プラズマ / 磁気リコネクション / 太陽フレア / CMOSセンサ / 紫外線分光

Outline of Annual Research Achievements

太陽大気の加熱・活動性の観測的理解を目指し、「磁気リコネクション」を核に、光球～彩層～コロナのエネルギー輸送の観測的研究を主題に、３つの課題に多角的に取り組んだ。(1)太陽大気中で磁気エネルギーがどのような輸送過程で蓄積され、そしてリコネクション(太陽フレア)が駆動され、突発的なエネルギー輸送に至るかについての観測的明確化を目指した。特に、太陽観測衛星「ひので」で得られる太陽表面(光球)での物質の流れに注目し、磁気エネルギーの蓄積および巨大フレアの駆動を検討した。2012年3月7日の巨大フレアに着目し、磁気中性線に沿って水平磁場が形成され、その水平磁場に沿って励起された音速流が、フレア駆動の磁場構造を形成し、最終的に爆発に至ることを初めて示した(Shimizu, Lites & Bamba 2014として出版)。(2)像ずれをリアルタイムに検出する「コリレーション・トラッカー」用の高速CMOSカメラを試作開発し、彩層で起きるエネルギー輸送について定量的診断を可能にする0.1秒角解像度の次世代スペース光学偏光望遠鏡の概念検討を進展させた。宇宙搭載品への応用可能なセンサを選定し、カメラ制御回路を独自に開発し、約1500フレーム/秒での高速撮像を実現した。(3)彩層~コロナの多温度プラズマを高時間分解能(0.5-10秒)・高解像度(0.3秒角)で紫外線分光する次世代分光望遠鏡について欧米共同研究者らと概念検討を行った。この望遠鏡は数万度の彩層から100万度以上のコロナまでのプラズマの流れや波動等でのエネルギー輸送を定量的にとらえる新しい観測機器である。検討(2)(3)の結果は、2015年頭に提出したSolar-Cミッション提案の観測装置(光学磁場診断望遠鏡、EUV高感度分光望遠鏡)に含まれた。

Research Products

• [Journal Article] High speed photospheric material flow observed at the polarity inversion line of a delta-type sunspot producing an X5.4 flare on 7 March 2012 (2014)
  • Author(s): Shimizu, T., Lites, B.W., and Bamba, Y.
  • Journal Title: PASJ Volume: 66 Pages: S14
  • DOI: 10.1093/pasj/psu089
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Large aperture solar optical telescope and instruments for the SOLAR-C mission (2014)
  • Author(s): Suematsu, Y., Katsukawa, Y., Hara, H., Kano, R., Shimizu, T., Ichimoto, K.
  • Journal Title: Proc. SPIE Volume: 9143 Pages: 91431P
  • DOI: 10.1117/12.2054373
• [Journal Article] New developments in rotating and linear motion mechanisms used in contamination sensitive space telescopes (2014)
  • Author(s): Shimizu, T., Watanabe, K., Nakayama, S., Tajima, T., Obara, S., Imada, S., Nishizuka, N., Ishikawa, S., Hara, H.
  • Journal Title: Proc. SPIE Volume: 9151 Pages: 915138
  • DOI: 10.1117/12.2055664
• [Presentation] 「ひので」のフレア観測：2014 年の状況 (2015)
  • Author(s): 清水敏文、渡邉恭子、伴場由美、ほかひので観測チーム
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪大学、大阪
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [Presentation] 太陽観測衛星「ひので」観測研究の推進 (2015)
  • Author(s): 清水敏文
  • Organizer: 太陽研連シンポジウム「サイクル24 極大期の太陽活動と太陽研究の将来展望」
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2015-02-16 – 2015-02-18
  • Invited
• [Presentation] ひので衛星観測によるフレア予測 (2015)
  • Author(s): 清水敏文
  • Organizer: ンポジウム「太陽地球圏環境予測」~我々が生きる宇宙の理解とその変動に備える社会のために~
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2015-01-13 – 2015-01-13
• [Presentation] 大規模磁場構造の形成・爆発機構とダイナミクス、および惑星間空間への影響～テーマ設定と背景説明 (2014)
  • Author(s): 清水敏文
  • Organizer: ISASシンポジウム「スペース太陽物理学の将来展望」
  • Place of Presentation: 宇宙科学研究所、相模原
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-21
• [Presentation] SOLAR-Cと海外太陽関連ミッション：科学的位置づけと観測連携 (2014)
  • Author(s): 清水敏文
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学、山形
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 太陽フレアのエネルギー蓄積・トリガー機構：「ひので」光球磁場・速度場観測からの知見 (2014)
  • Author(s): 清水敏文
  • Organizer: 研究会「GEMSISワークショップ：第３期に向けての研究戦略」
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-10
  • Invited
• [Presentation] ISEST/MiniMax24 Project of VarSITI (2014)
  • Author(s): Shimizu, T., Asai, A., Kataoka, R., Zhang, J. Temmer, M., Gopalswamy, N.
  • Organizer: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-02
• [Presentation] 3D magnetic field configuration of small-scale reconnection events in the solar atmosphere (2014)
  • Author(s): Shimizu, T
  • Organizer: US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2014)
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-23
  • Invited
• [Presentation] Lower temperature response of an EUV wave observed by Hinode/EIS and SDO/AIA (2014)
  • Author(s): Lee, K-S., Kwon, R-Y., Brooks, D. Shimizu, T.
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-23
• [Presentation] X5.4 flare on 7 March 2012: magnetic and velocity properties at the solar surface (2014)
  • Author(s): Shimizu, T., Lites, B.W., and Bamba, Y.
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] White-Light Emission and Related Chromospheric Response in an X1.8-class Flare on 2012 October 23 (2014)
  • Author(s): Watanabe, K. Shimizu, T., and Imada, S.
  • Organizer: 13th RHESSI workshop
  • Place of Presentation: Windisch, Switzerland
  • Year and Date: 2014-04-01 – 2014-04-04