高感度X線撮像分光観測による太陽高エネルギープラズマの探査

• 研究課題/領域番号: 17H04832
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 名古屋大学 (2018-2019); 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (2017)
• 研究代表者: 石川 真之介 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 研究機関研究員 (10724685)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 採択後辞退 (2019年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: 太陽 / コロナ / X線 / CMOS 検出器 / 太陽物理学 / 宇宙物理 / X線天文学 / 観測ロケット実験 / 太陽フレア / 宇宙科学 / ロケット

研究実績の概要

本年度、本研究課題の中心となる実験 Focusing Optics Solar X-ray Imager の3回目の打ち上げ (FOXSI-3) を実施し、photon-counting の手法により、0.5-5 keV の軟X線領域において太陽の撮像分光観測を世界で初めて実現した。FOXSI-3 の打ち上げは2018年9月7日に米国ニューメキシコ州ホワイトサンズから行われ、弾道飛行中に予定通りおよそ6分間太陽を観測し、ほぼ太陽全面にわたって撮像分光データを取得することに成功した。FOXSI-3 ロケット実験の成功は、研究課題である「高感度X線撮像分光観測による太陽高エネルギープラズマの探査」を実現したことに他ならない。これまで技術的に困難であった、太陽における諸現象の空間スケールをカバーし、それらの現象の時間スケールを分解できる高い時間分解能は、本研究において開発した高速 CMOS 撮像分光システムにより可能となった。FOXSI-3 により、巨大フレアが発生している時間帯以外においても、コロナの高エネルギープラズマが発するX線連続スペクトルの放射と、高エネルギープラズマ中のイオンによる線スペクトルの放射を別々に定量評価することが太陽で初めて可能となり、平衡状態を仮定する従来の手法では得られなかった新たな情報を得ることができると考えられる。本研究の成果を発展させ、観測衛星計画 PhoENiX により高感度太陽X線撮像分光観測を進める。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University of Minnesota/University of California, Berkeley/NASA/MSFC(米国)
• [国際共同研究] Fachhochschule Nordwestschweiz(スイス)
• [国際共同研究] ミネソタ大学/カリフォルニア大学バークレー校(米国)
• [雑誌論文] Development of 60 μm pitch CdTe double-sided strip detectors for the FOXSI-3 sounding rocket experiment (2019)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Kento、Buitrago-Casas Juan Camilo、Vievering Juliana、Hagino Kouichi、Glesener Lindsay、Athiray P.S.、Krucker S?m、Watanabe Shin、Takeda Shin’ichiro、Ishikawa Shin’nosuke、Musset Sophie、Christe Steven、Takahashi Tadayuki
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 巻: 924 ページ: 321-326
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.07.011
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hot Plasma in a Quiescent Solar Active Region as Measured by RHESSI, XRT, and AIA (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Shin-nosuke、Krucker Sam
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 876 号: 2 ページ: 111-111
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab13a1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-speed X-ray imaging spectroscopy system with Zynq SoC for solar observations (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Shin-nosuke、Takahashi Tadayuki、Watanabe Shin、Narukage Noriyuki、Miyazaki Satoshi、Orita Tadashi、Takeda Shin’ichiro、Nomachi Masaharu、Fujishiro Iwao、Hodoshima Fumio
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 巻: 912 ページ: 191-194
  • DOI: 10.1016/j.nima.2017.11.033
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hard X-Ray Constraints on Small-scale Coronal Heating Events (2018)
  • 著者名/発表者名: Marsh Andrew J.、Smith David M.、Glesener Lindsay、Klimchuk James A.、Bradshaw Stephen J.、Vievering Juliana、Hannah Iain G.、Christe Steven、Ishikawa Shin-nosuke、Krucker S?m
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 864 号: 1 ページ: 5-5
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aad380
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of nanoflare-heated plasma in the solar corona by the FOXSI-2 sounding rocket (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Shin-nosuke、Glesener Lindsay、Krucker Sam、Christe Steven、Buitrago-Casas Juan Camilo、Narukage Noriyuki、Vievering Juliana
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: 1 号: 11 ページ: 771-774
  • DOI: 10.1038/s41550-017-0269-z
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] FOXSI-3 ロケットの軟 X 線撮像分光観測による太陽コロナの温度診断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 石川真之介 、成影典之、川手朋子、高橋忠幸、古川健人、渡辺伸、L. Glesener、Athray P.、S. Musset、J. Vievering、J. C. Buitrago-Casas、S. Krucker、S. Christe、D. Ryan
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] Soft X-ray imaging spectroscopy of the Sun using a high-speed CMOS sensor with the FOXSI-3 sounding rocket (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, S.; Narukage, N.; Takahashi, T.; Furukawa, K.; Watanabe, S.; Mitsuishi, I.; Glesener, L.; Athiray, P. S.; Musset, S.; Vievering, J. T.; Davis, L.; Courtade, S.; Buitrago-Casas, J. C.; Dalton, G.; Turin, P.; Turin, Z.; Christe, S.; Ryan, D.; Bongiorno, S.; Ramsey, B.; Krucker, S.
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Nanoflare Observations (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Ishikawa
  • 学会等名: Hinode 12 Science Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Soft X-ray imaging spectrometer with high speed CMOS sensor for solar observations (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Ishikawa, N. Narukage, L. Glesener and FOXSI-3 PhoEnIX team
  • 学会等名: 17th RHESSI Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] High-speed X-ray Imaging and Spectroscopy System with Zynq SoC for Solar Observations (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishikawa, T. Takahashi, S. Watanabe, N. Narukage, S. Miyazaki, T. Orita, S. Takeda, M. Nomachi, S. Saito, I. Fujishiro and F. Hodoshima
  • 学会等名: 8th International Conference on New Developments in Photodetection
  • 国際学会
• [学会発表] 太陽X線観測ロケット実験 FOXSI-3 の準備状況 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石川真之介, 高橋忠幸, 渡辺伸, 古川健人, 萩野浩一, 武田伸一郎, 成影典之, 川手朋子, ほか FOXSI-3 チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度秋季年会
• [図書] First Ten Years of Hinode Solar On-Orbit Observatory (2018)
  • 著者名/発表者名: T. shimizu, S. Imada, M. Kubo eds. (authors include S. Ishikawa)
  • 総ページ数: 305
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 981107741X
• [図書] First Ten Years of Hinode Solar On-Orbit Observatory (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu, S. Imada, M. Kubo eds. (authors include S. Ishikawa)
  • 総ページ数: 305
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789811077425
• [備考] 太陽観測ロケット FOXSI-3 の 打ち上げ成功！
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20180911_isee.pdf
• [備考] FOXSI-3
  • URL: http://foxsi.umn.edu/launches/foxsi-3
• [備考] 観測ロケットFOXSI-3が軟X線太陽像を新手法で描く
  • URL: https://hinode.nao.ac.jp/news/topics/foxsi-3-data-release-jp-20190115/
• [備考] PhoENiX project website
  • URL: http://www.phoenix-project.science