太陽圏イメージング装置の開発研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10554022
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 徳丸 宗利 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (60273207)
• 研究分担者: 藤木 謙一 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (20303597) ; 小島 正宜 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (70023687)
• キーワード: 太陽風 / CME / 惑星間空間シンチレーション / 計算機トモグラフィ / 電波観測

研究概要

太陽圏イメージング装置開発のための基礎実験、および、関連する以下の研究を行なった。
(1)イメージング装置開発に関する基礎実験
初年度は、太陽圏イメージング装置の設計、部品の選定・開発をおこなった。耐雑音性、保守性、信頼度等を検討した結果、アンテナの形式はフェーズドアレーアンテナが適しているという結論に達した。
フェーズドアレーで大面積を実現するためには、膨大な数のダイポールアンテナやケーブル、コネクタ等の部品が必要になる。そのため、部品は量産することにし、それらの設計・開発を進めてきた。
二年度は、初年度で設計した部品類を実際に組み立てた際、アンテナとしてうまく機能することを確認するために、小型のフェーズドアレーアンテナを設置し、その特性を評価した。その結果、さまざまな計測値は理論値と良い一致を示し、我々の設計した部品が問題無いことが実証できた。さらにこのアンテナを用いて、太陽やQSO天体を観測し、開口能率も設計通りに得られていることを確認した。
以上より、太陽圏イメージング装置は、試作したアンテナの素子数を増やすことにより実現できる。
(2)IPS観測装置を用いた超低速太陽風起源の研究
IPS観測によるコンパクト低速太陽風分布と光球面磁場との対応関係を、太陽コロナ中の磁場を計算して調べた。その結果、コンパクト低速太陽風はコロナ中の閉じた磁気ループの上空ではなく、活動領域の近傍にある開いた磁束の足元であることが明らかになった。
(3)IPS観測装置を用いた惑星間空間擾乱の三次元的な伝搬の研究
IPS観測データを用いて、フレアやCMEで発生する惑星間衝撃波の伝搬の様子を調べた。その結果、(1)惑星間衝撃波は必ずしもフレア発生箇所を起点とした動径方向への伝搬ではないこと、(2)伝搬の速度は背景にある太陽風の速度と関係があることが明らかになった。
(2)、(3)の解析には科研費で購入したワークステーションを用いた。また、解析した手法は、太陽圏イメージング装置のデータにそのまま適用することができ、太陽圏イメージング装置の観測が始まると飛躍的に研究が進むと期待できる。

研究成果

• [文献書誌] Tokumaru, M. et al.: "Three-Dimensional propagation of interplanetary disturbances detected with radio scintillation measurement at 327 MHz"Journal of Geophysical Research. (in press). (2000)
• [文献書誌] Hakamada, K. et al.: "Solar wind speed and expansion rate of the coronal magnetic fiels during carrington rotation 1909"Solar Physics. 187. 115-122 (1999)
• [文献書誌] Kojima, M. et al.: "The highest solar wind velocity in a polar region estimated from IPS tomography analysis"Space Science Review. 87. 237-239 (1999)
• [文献書誌] Kojima, M. et al.: "Low-speed solar wind association with active regions near solar minimum"Advanced Space Research. 25. 1893-1896 (2000)
• [文献書誌] Tokumaru, M. et al.: "Large-scale structure of solar wind turbulence near solar-activity minimum"Advanced Space Research. 25. 1943-1946 (2000)
• [文献書誌] Yokobe, A. et al.: "Radial distance depencence of the solar wind speed at high latitudes observed by interplanetary scintillation"Advanced Space Research. 25. 1947-1950 (2000)