| 研究課題/領域番号 |
21KK0052
|
|---|
| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 国立天文台 |
|---|
研究代表者 |
成影 典之 国立天文台, 太陽観測科学プロジェクト, 助教 (50435806)
|
|---|
| 研究分担者 |
三石 郁之 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90725863)
萩野 浩一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (70762061)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2026-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
|
| 配分額 *注記 |
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2024年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2023年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
|
|---|
| キーワード | 日米共同・太陽X線観測ロケット実験FOXSI-4 / 磁気再結合 / プラズマ加熱 / 粒子加速 / 太陽フレア / X線集光撮像分光観測 / X線用・高速度カメラ / 電気鋳造X線ミラー |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、磁気再結合が引き起こす磁気エネルギーの解放とそれによって生じるエネルギー変換機構の追究である。本研究では磁気再結合が駆動する太陽フレアを研究対象とするが、太陽フレアは観測と理論モデルで強く制限された３次元磁場構造のもとで電子の加熱・加速・伝搬を空間・時間分解して議論できるという他の天体現象にはないアドバンテージを持つ。本研究ではこの点を最大限活用するために、世界初となる「太陽フレアに対するX線集光撮像分光観測」（観測ロケット実験 FOXSI-4）を日米共同で実施することで、磁気再結合が引き起こすエネルギーの解放と変換の機構を追究するための新しい基盤を構築する。
|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、世界初となる「太陽フレアに対するX線集光撮像分光観測」(2024年4月打ち上げ予定の観測ロケット実験 FOXSI-4)を日米共同で実施することで、磁気再結合が引き起こす磁気エネルギーの解放とそれによって生じるエネルギー変換機構(特に、粒子加速)を追究するための新しい基盤を構築することである。
2024年度は、世界標準時2024年4月17日22時13分に観測ロケット実験FOXSI-4の打ち上げを行い、世界初の太陽フレアX線集光撮像分光観測を成功させた。打ち上げは、米国アラスカ州の Poker Flat Research Range にて、観測ロケット実験によるフレア観測というNASAでも初の試みとして実施した。観測したフレアの規模はMクラスフレア（ピーク時は、M1.6）で、フレアのピークは過ぎていたものの、Mクラスレベルのフラックスを保っている期間から観測を開始することができ、太陽フレア領域を約4.5分間、活動領域を約1分間観測した。日本から提供した6台のカメラ（軟X線用CMOSカメラ2台と硬X線用CdTeカメラ4台）は全て正常に動作し、軟X線帯域（10keV程度まで）で1千万個以上の、硬X線帯域（10keV程度以上）で2万個以上のX線光子を計測した。
打ち上げ後は、FOXSI-4 のデータ解析について議論する研究会を開催するなど、科学成果創出に向けた準備を進めた。
FOXSI-4 の計画推進、装置開発および科学成果については、学会にて発表を行うとともに、2024年度は、国際学会の収録6篇、博士論文1篇としてまとまった。
また、FOXSI シリーズの成果が評価され、FOXSI-4 の再飛翔計画となる FOXSI-5 が NASA に最高評価の Excellent で採択された。FOXSI-5 は2025年度に打ち上げ予定で、FOXSI-4 に引き続き、太陽フレアの観測を行う。
|
| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
1: 当初の計画以上に進展している
理由
2024年度に FOXSI-4 の打ち上げに成功し、世界初の太陽フレアX線集光撮像分光観測に成功した。この成功は、観測装置、共同観測計画、フレア直後の打ち上げのためのリアルタイムの太陽X線強度モニタ、科学成果を最大化するための太陽フレア規模の事前予測など、いくつもの準備が全て期待通りに機能した結果である。
また、本研究課題は FOXSI-4 の打ち上げと、それによって得られた科学データの解析を進めることが当初目的であったが、FOXSI シリーズの成果が評価され、再度太陽フレアを観測する機会として FOXSI-5 計画が NASA に採択された。FOXSI-5 は2025年度に打ち上げ予定で、FOXSI-4 に引き続き、太陽フレアの観測を行う。このように、2度目の太陽フレア観測の機会も獲得しており、計画は、当初の計画以上に進展していると言える。
|
| 今後の研究の推進方策 |
観測ロケット実験 FOXSI-5 の打ち上げは、2025年末から2026年頭の予定である。これに向け下記の推進方策をとる。
2024年4月に実施した FOXSI-4 の打ち上げと同様に、打ち上げキャンペーンは米国の射場で参加し、打ち上げ準備→打ち上げ→太陽フレア観測→装置回収→データ確認までを行う。また、共同観測計画や太陽フレア規模の事前予測も実施する。
FOXSI-5 の打ち上げ後は、FOXSI-4 のデータも含め、取得した観測データを中心に、数値計算も交えて、科学成果の創出にあたる。また、取得したデータの公開の準備も行い、X線集光撮像分光観測という新しい種類の太陽フレア観測データを研究者コミュニティーに普及させ、衛星計画といった、より大きな計画推進のための基盤を構築する。
観測ロケット実験は、若手研究者や大学院生が直接宇宙ミッションに携わることができる大変貴重な機会であり、この点を活かし人材育成にも努める。
|
