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

• 研究課題/領域番号: 23540278
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 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)
• 連携研究者: 勝川 行雄 大学共同利用法人自然科学研究機構, 国立天文台, 助教 (00399289)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2013年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 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 / 磁場 / 相関処理 / 太陽 / 浮上磁場 / 軟X線 / 極紫外線 / 分光器 / 太陽黒点 / 高解像度観測 / 紫外線

研究成果の概要

太陽観測衛星「ひので」の観測に基づき、フレアに代表される「磁気リコネクション」発生に関わるエネルギー輸送過程について調べ、(1)黒点の成長過程で半暗部形成の前駆現象を初めて発見し、(2)太陽表面に形成された水平磁場に高速ガス流が励起され、そのガス流が巨大フレアの発現に重要な磁場構造を徐々に造り上げること、等を発見した。また、将来観測として可視域～紫外域の分光観測の高解像度化が決め手となるが、その実現に必要なCMOSカメラの高速制御回路と高感度紫外線分光望遠鏡の概念を確立した。この概念検討結果を反映させた次世代太陽観測衛星SOLAR-C計画をJAXA等に提案した。

研究成果

• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Lites, B.W., and Bamba, Y.
  • 雑誌名: PASJ 巻: 66 号: SP1
  • DOI: 10.1093/pasj/psu089
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Large aperture solar optical telescope and instruments for the SOLAR-C mission (2014)
  • 著者名/発表者名: Suematsu, Y., Katsukawa, Y., Hara, H., Kano, R., Shimizu, T., Ichimoto, K.
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9143 ページ: 91431P-91431P
  • DOI: 10.1117/12.2054373
• [雑誌論文] New developments in rotating and linear motion mechanisms used in contamination sensitive space telescopes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Watanabe, K., Nakayama, S., Tajima, T., Obara, S., Imada, S., Nishizuka, N., Ishikawa, S., Hara, H.
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9151 ページ: 915138-915138
  • DOI: 10.1117/12.2055664
• [雑誌論文] The Hinode spectro-polarimeter (2013)
  • 著者名/発表者名: Lites, B.W., Akin, D.L., Card, G., Cruz, T., Duncan, D.W., Edwards, C.G., Elmore, D.F., Hoffmann, C., Katsukawa, Y., Katz, N., Kubo, M., Ichimoto, K., Shimizu, T., Shine, R.A., Streander, K.V., Suematsu, Y., Tarbell, T.D., Title, A.M., Tsuneta, S.
  • 雑誌名: Solar Physics 巻: 283 号: 2 ページ: 579-599
  • DOI: 10.1007/s11207-012-0206-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of a decaying sunspot (2013)
  • 著者名/発表者名: Balthasar, H., Beck, C., Gomory, P., Muglach, K., Puschmann, K.G., Shimizu, T. and Verma, M.
  • 雑誌名: Central European Astrophysical Bulletin 巻: 27(2) ページ: 435-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Hot Fast Flow above a Solar Flare Arcade (2013)
  • 著者名/発表者名: Imada, S., Aoki, K., Hara, H., Watanabe, T., Harra, L. K., Shimizu, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 776 号: 1 ページ: L11-L11
  • DOI: 10.1088/2041-8205/776/1/l11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emission Height and Temperature Distribution of White-Light Emission Observed by H inode/SOT from the 2012 January 27 X-class Solar Flare (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Watanabe, Toshifumi Shimizu, Satoshi Masuda Kiyoshi Ichimoto and Masanori Ohno
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 776 号: 2 ページ: 123-123
  • DOI: 10.1088/0004-637x/776/2/123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sunspot bright points (2013)
  • 著者名/発表者名: Choudhary, P. D. and Shimizu, T.
  • 雑誌名: Solar Physics 巻: 288 号: 1 ページ: 171-190
  • DOI: 10.1007/s11207-013-0306-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hinode observations of flares and active region emergence (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 440 ページ: 12002-12002
  • DOI: 10.1088/1742-6596/440/1/012002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precursor of Sunspot Penumbral Formation discovered with Hinode SOT Observations (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Ichimoto, K., and Suematsu, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 747 号: 2 ページ: L18-L18
  • DOI: 10.1088/2041-8205/747/2/l18
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Laboratory Experiment of Magnetic Reconnection : Outflows, Heating, and Waves in (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Nishizuka, Y.Hayashi, H.Tanabe, et.al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 756 号: 2 ページ: 152-163
  • DOI: 10.1088/0004-637x/756/2/152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical Behaviors of the Solar Chromosphere Observed with Hinode: Dynamics in Sunspot Light Bridges and Magnetic Reconnection Process (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T. and Imada, S.
  • 雑誌名: ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE PROCEEDINGS 巻: 33 ページ: 23-28
  • DOI: 10.1007/978-3-642-30442-2_3
  • ISBN: 9783642304415, 9783642304422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontal flow fields observed in Hinode G-band images II. Flow fields in the final stages of sunspot decay (2012)
  • 著者名/発表者名: Verma, M., Balthasar, H., Deng, N., Liu, C., Shimizu, T., Wang, H., Denker, C.
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 538 ページ: A109-A109
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201117842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precursor of sunspot penumbral formation discovered with Hinode SOT observation (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Ichimoto, K., and Suematsu, Y.
  • 雑誌名: Astronomical Society of the Pacific Conference Series 巻: 456 ページ: 43-46
• [雑誌論文] Long-term Evolution of Magnetic and Dynamical Properties in a Sunspot Light Bridge (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 738 号: 1 ページ: 83-83
  • DOI: 10.1088/0004-637x/738/1/83
  • 査読あり
• [雑誌論文] LEMUR: Large European Module for solar Ultraviolet Research, European contribution to JAXA’s Solar-C mission (2011)
  • 著者名/発表者名: Teriaca, T., Shimizu, T., et al.
  • 雑誌名: Experimental Astronomy, Astrophysical Instrumentation and Methods 巻: 33 号: 2 ページ: 273-309
  • DOI: 10.1007/s10686-011-9274-x
  • 査読あり
• [学会発表] 「ひので」のフレア観測：2014 年の状況 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文、渡邉恭子、伴場由美、ほかひので観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学、大阪
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] 太陽観測衛星「ひので」観測研究の推進 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 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」
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋
  • 年月日: 2015-02-16 – 2015-02-18
  • 招待講演
• [学会発表] ひので衛星観測によるフレア予測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 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~
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋
  • 年月日: 2015-01-13
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: ISASシンポジウム「スペース太陽物理学の将来展望」
  • 発表場所: 宇宙科学研究所、相模原
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-21
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学、山形
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 研究会「GEMSISワークショップ：第３期に向けての研究戦略」
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] ISEST/MiniMax24 Project of VarSITI (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Asai, A., Kataoka, R., Zhang, J. Temmer, M., Gopalswamy, N.
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-02
• [学会発表] 3D magnetic field configuration of small-scale reconnection events in the solar atmosphere (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T
  • 学会等名: US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2014)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Lower temperature response of an EUV wave observed by Hinode/EIS and SDO/AIA (2014)
  • 著者名/発表者名: Lee, K-S., Kwon, R-Y., Brooks, D. Shimizu, T.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-23
• [学会発表] X5.4 flare on 7 March 2012: magnetic and velocity properties at the solar surface (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Lites, B.W., and Bamba, Y.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] White-Light Emission and Related Chromospheric Response in an X1.8-class Flare on 2012 October 23 (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, K. Shimizu, T., and Imada, S.
  • 学会等名: 13th RHESSI workshop
  • 発表場所: Windisch, Switzerland
  • 年月日: 2014-04-01 – 2014-04-04
• [学会発表] SOLAR-C光学磁場診断望遠鏡：像安定化装置(コリレーショントラッカー)に向けた高速CMOSカメラ検討開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文、岡本丈典、飯田佑輔、渡邉恭子、小出来一秀
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所、相模原
• [学会発表] ひのでによる観測研究状況：2013年の観測と2014年への期待 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文、他ひので観測チーム
  • 学会等名: 太陽研連シンポジウム「活動極大期を迎えた太陽研究の新たな展開、彩層プラズマ診断、宇宙天気、Solar-C」
  • 発表場所: 京都大学、京都
  • 招待講演
• [学会発表] 紫外線高感度分光望遠鏡 EUVST (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 太陽研連シンポジウム「活動極大期を迎えた太陽研究の新たな展開、彩層プラズマ診断、宇宙天気、Solar-C」
  • 発表場所: 京都大学、京都
  • 招待講演
• [学会発表] 光球磁場・速度場観測から探る太陽フレアのエネルギー蓄積・解放 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 磁気リコネクションと太陽プラズマ研究会
  • 発表場所: 京都大学東京オフィス会議室、東京
• [学会発表] コリレーショントラッカー用高速CMOSカメラの試作開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文、飯田 佑輔, 岡本 丈典, 渡邉 恭子、 小出来 一秀
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春季年会
  • 発表場所: 国際キリスト教大学、東京
• [学会発表] LEMUR/EUVST: the high spatial and temporal resolution spectrograph for the Solar C mission (2013)
  • 著者名/発表者名: Teriace, L., Doschek, G.A., Harra, L.K., Korendyke, C., Schuhle, U., Shimziu, T. and the LEMUR/EUVST team
  • 学会等名: 6th coronal loops workshop
  • 発表場所: La Roche-en-Ardenne, Belgium
• [学会発表] Hinode and SDO/AIA Observations of X-class Flares: Magnetic and Velocity Fields at the Photosphere (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: International workshop on the interrelationship between Plasma Experiments in the Laboratory and in Space
  • 発表場所: Hakuba, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] High speed photospheric flows observed around polarity inversion lines of a delta-type sunspot (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: Hinode-7
  • 発表場所: Takayama, Japan
• [学会発表] X-class flares and photospheric flows observed around polarity inversion lines in delta-type sunspots (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: International CAWSES-II symposium
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] EUV/FUV High-Throughput Spectroscopic Telescope (EUVST) (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: 4th Solar-C science meeting
  • 発表場所: Takayama, Japan
• [学会発表] Xクラスフレアを発生させたδ型黒点で観測される顕著な光球高速流 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
• [学会発表] SOLAR-C搭載UV/EUV撮像分光望遠鏡(EUVST)の最新設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水 敏文、L. Teriaca, C. Korendyke他LEMURコンソーシアム
  • 学会等名: 第１３回宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所、相模原
• [学会発表] 高解像度で太陽大気を分光診断する紫外線高感度分光望遠鏡 EUVST (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文
  • 学会等名: 太陽研究シンポジウム「活動極大期の太陽研究、そして新たな太陽研究への布石」
  • 発表場所: 立教大学、東京
• [学会発表] 活動領域における高温コロナプラズマの形成：マイクロフレアの役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文、今田晋亮、西塚直人
  • 学会等名: 日本天文学会2013年春季年会
  • 発表場所: 埼玉大学、埼玉
• [学会発表] Development of coronal plasma in an emerging flux region (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Imada, S., and N. Nishizuka
  • 学会等名: Spectroscopy of the Dynamic Sun
  • 発表場所: University College London, UK
• [学会発表] Hinode observations of microflares and plasma ejections in the solar corona (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: 2012 US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection
  • 発表場所: Princeton University, USA
• [学会発表] Emerging flux region - dynamical heating behaviors in the corona and chromosphere in response to the development of photospheric magnetic structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: Hinode 6 meeting
  • 発表場所: University of St. Andrews, UK
• [学会発表] Hinode observations of flares and active regions during the ascending phase of solar cycle 24 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: GONG 2012 - LWS/SDO-5 - SOHO 27
  • 発表場所: Palm Cove, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] 太陽フレアに関する最近の「ひので」観測Recent Hinode Observations of Solar Flares (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水 敏文、坂尾太郎、今田晋亮、渡邉恭子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代太陽観測衛星SOLAR-C の最新検討状況 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水 敏文、ほかISAS/JAXA SOLAR-C WG
  • 学会等名: 日本天文学会2012年秋季年会
  • 発表場所: 大分大学、大分
• [学会発表] Precursor of sunspot penumbral formation discovered with Hinode SOT observation (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Ichimoto, K., and Suematsu, Y.
  • 学会等名: HINODE-6
  • 発表場所: Cambridge, MA, USA
• [学会発表] Dynamic behaviors of the solar atmosphere observed with Hinode (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: International Astrophysics Forum Alpbach (IAFA 2011)(招待講演)
  • 発表場所: Alpbach, Austria
• [学会発表] Hinode observations of dynamics in the solar chromsphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: 11th Interrelationship between Plasma Experiments in the Laboratory and in Space(IPELS2011)(招待講演)
  • 発表場所: Whistler, Canada
• [学会発表] Formation of a large sunspot with dynamic activities in upper atmosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: AOGS 2011: ST 09: Solar physics with Hinode in the ascending phase of the solar cycle
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Hinode observations of small-scale energy releases in the solar atmosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T.
  • 学会等名: International Space Plasma Symposium 2011(招待講演)
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
• [学会発表] 「ひので」による黒点半暗部形成の前駆体の発見 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水敏文、一本潔、末松芳法
  • 学会等名: 日本天文学会2011年秋季年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
• [図書] FIFTH HINODE SCIENCE MEETING: EXPLORING THE ACTIVE SUN (2012)
  • 著者名/発表者名: Golub, L., De Moortel, I, and Shimizu, T.
  • 総ページ数: 246
  • 出版者: Astronomical Society of Pacific: San Francisco
• [備考] 2012年3月8日に成果発表(Webリリース)を行った。
  • URL: http://solar-b.nao.ac.jp/news/120310WebRelease/