極端紫外線・軟X線撮像分光観測を用いた太陽フレアにおける加速電子診断法の確立

• 研究課題/領域番号: 17K14314
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 太陽物理 / 原子物理 / 分光学 / 粒子加速 / X線・紫外線分光 / プラズマ分光偏光 / 非平衡プラズマ / 太陽フレア / 原子データ / 核融合プラズマ / プラズマ物理 / 天体プラズマ / 高エネルギー / 太陽物理学 / 宇宙物理 / プラズマ・核融合

研究成果の概要

本研究で得られた主たる成果は次の3つである。(1)原子データをインプットとして任意の電子エネルギー分布に対する輝線スペクトル強度を計算できる環境が構築された。(2)計算手法をもとに大型ヘリカル装置で得られた軟X線輝線スペクトルを解析し、高エネルギー電子の割合を導出することにより、加速電子診断手法の妥当性を評価した。(3)提案中の次期太陽観測望遠鏡Solar-C_EUVSTの計測波長帯において非熱的プラズマ診断に適切な輝線を特定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、太陽フレアのみならず衝突プラズマ一般において、過去および将来の紫外線・X線分光観測から高エネルギー電子の定量評価が可能な環境が整ったことが大きな意義となる。ただし、適切な輝線の組み合わせが限られること、またインプットとなる原子データの不定性により高エネルギー電子の誤差推定が難しくなることがあげられる。したがって、さらなる原子過程の理解と理論的・実験的な原子モデルの精度向上が今後の課題として挙げられる。

研究成果

• [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)
• [雑誌論文] Estimating the Temperature and Density of a Spicule from 100 GHz Data Obtained with ALMA (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimojo Masumi、Kawate Tomoko、Okamoto Takenori J.、Yokoyama Takaaki、Narukage Noriyuki、Sakao Taro、Iwai Kazumasa、Fleishman Gregory D.、Shibata Kazunari
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 888 号: 2 ページ: L28-L28
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab62a5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Solar-C_EUVST mission (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T.、Imada S.、Kawate T.、Ichimoto K.、Suematsu Y.、他19名
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 11118 ページ: 1111807-1111807
  • DOI: 10.1117/12.2528240
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Concept study of Solar-C_EUVST optical design (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawate Tomoko、Shimizu Toshifumi、Imada Shinsuke、Tsuzuki Toshihiro、Katsukawa Yukio、Hara Hirohisa、Suematsu Yoshinori、Ichimoto Kiyoshi、Warren Harry P.、Teriaca Luca、Korendyke Clarence M.、Brown Charles M.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 11118 ページ: 60-60
  • DOI: 10.1117/12.2527957
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of Solar-C_EUVST structural design (2019)
  • 著者名/発表者名: Suematsu Yoshinori、Shimizu Toshifumi、Hara Hirohisa、Katsukawa Yukio、Kawate Tomoko、Ichimoto Kiyoshi、Imada Shinsuke
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 11118 ページ: 61-61
  • DOI: 10.1117/12.2529010
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Infrequent Occurrence of Significant Linear Polarization in Hα Solar Flares (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawate, Tomoko; Hanaoka, Yoichiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 872 号: 1 ページ: 74-74
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aafe0f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lost and found sunquake in the 6 September 2011 flare caused by beam electrons (2018)
  • 著者名/発表者名: Macrae, Connor; Zharkov, Sergei; Zharkova, Valentina; Druett, Malcolm; Matthews, Sarah; Kawate, Tomoko
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 619 ページ: A65-A65
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201832896
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Blue-wing enhancement of the chromospheric Mg II h and k lines in a solar flare (2018)
  • 著者名/発表者名: Tei, Akiko; Sakaue, Takahito; Okamoto, Takenori J.; Kawate, Tomoko; Heinzel, Petr; UeNo, Satoru; Asai, Ayumi; Ichimoto, Kiyoshi; Shibata, Kazunari
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 6 ページ: 100-100
  • DOI: 10.1093/pasj/psy047
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Measurement of vector magnetic field in a flare kernel with a spectropolarimetric observation in HeI 10830A (2018)
  • 著者名/発表者名: Anan Tetsu、Yoneya Takurou、Ichimoto Kiyoshi、UeNo Satoru、Shiota Daikou、Nozawa Satoshi、Takasao Shinsuke、Kawate Tomoko
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 6 ページ: 101-101
  • DOI: 10.1093/pasj/psy105
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] EUVST instrumental design and observation capability (2019)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: Hinode-13/IPELS
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子、花岡庸一郎
  • 学会等名: 日本地球惑星連合大会
• [学会発表] ALMA観測による太陽大気構造の理解 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子、岡本丈典、岩井一正、増田智、下条圭美
  • 学会等名: 日本地球惑星連合大会
  • 招待講演
• [学会発表] Concept study of Solar-C_EUVST optical design (2019)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: SPIE
  • 国際学会
• [学会発表] EUVST によるフレア加速粒子診断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [学会発表] Detection of Non-thermal Electrons in LHD plasmas via Fe-line Spectroscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Kawate, M. Goto, I. Murakami, T. Watanabe
  • 学会等名: International Toki Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子,阿南徹, 一本潔, 上野悟
  • 学会等名: 「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
• [学会発表] 太陽フレアにおける高温プラズマと粒子加速 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理連絡会研究会
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of Non-thermal Electrons in LHD plasmas via Fe-line Spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Kawate, M. Goto, I. Murakami, T. Watanabe
  • 学会等名: Eleventh International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications (ICAMDATA 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Fe XXVの分光計測によるLHDプラズマにおける非熱的電子の検出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子,後藤基志,村上泉,渡辺鉄哉
  • 学会等名: 原子分子応用データフォーラム2018
• [学会発表] EUVSTを用いたフレア加速粒子診断 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子
  • 学会等名: Solar-C_EUVST-SUNRISE-DKISTへの展望
• [学会発表] 鉄イオンの分光計測によるLHDプラズマにおける非熱的電子の検出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川手朋子
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会