太陽コロナの光子計測撮像に向けた裏面照射型CMOS検出器の開発研究

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17622
• 研究機関: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工
• 研究代表者: 渡邉 恭子 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 講師 (10509813)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 太陽フレア / 粒子加速

研究実績の概要

平成27年度に購入予定で基本的な性能を検証する予定であった「e2v社製の裏面照射型CMOS検出器」は平成28年度においても購入可能な検出器が存在しなかったため、今年度は他社製品の購入を検討した。現在、他社製品ではあるが購入可能である「裏面照射型CMOS検出器」を決定できたため、今後購入し、性能評価実験を進めて行く予定である。
太陽フレア加速域が観測されているデータの探索は、平成28年度実施予定で、平成27年度から前倒しで始めた。加速域はフレア上空のコロナのリコネクション点から主ループまでのどこかに存在していると考えられるが、この領域からの放射はかなり弱いため、一般的にX線では加速域観測時における放射の強い主ループのために観測不可能である。一方、軟X線に近い極紫外線では、紫外線分光装置を用いてそのスペクトルデータが得られており、各観測ラインの速度データからリコネクション点を特定することができる可能性がある。
そこで、「ひのでフレアカタログ(Watanabe et al., 2012)」を用いて、リムフレアにおいてHinode/EISで太陽フレアループの上部が観測されているイベントの探索を進めた結果、現在のところ大規模フレアで２例ほど、Hinode/EISで加速域付近が観測された可能性があるイベントを抽出することができた。それぞれのイベントの詳細解析は今後となるが、２例では統計解析が行えないため、比較的小規模のフレアでも観測例がないか、引き続き観測データを探索中である。
本解析に付随して、太陽フレア加速域が観測されていない太陽フレアイベントについても、硬X線やガンマ線・白色光といった粒子加速に伴って発生する放射の観測データを用いて、フレア加速粒子の研究を進めた。これらの解析結果については随時、論文や学会発表において公表を行った。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成27年度に購入予定であった「e2v社製の裏面照射型CMOS検出器」は、平成28年度においてもe2v社製品では購入可能な検出器が存在しなかったため、平成28年度中に他社製品の購入を検討した。現在においては、他社製の「裏面照射型CMOS検出器」の購入を決定しているが、まだ購入できていないこと、そのため性能評価もできていないことから、進捗状況は「やや遅れている」とした。
太陽フレア加速域が観測されているデータの探索については、リムフレアにおいてフレア上空のコロナがHinode/EISで観測されているイベントの抽出を進め、２例ほど観測可能性のあるイベントを抽出できたものの、個々のイベントの解析はこれからであり、解析イベント数を増加させるためのイベント探索も引き続き行っているため、進捗状況は「やや遅れている」とした。

今後の研究の推進方策

他社製の「裏面照射型CMOS検出器」については、その性能評価装置とともに購入を計画しており、現在その計画を進めているところである。これらの検出器・装置が納入され次第、性能評価を進めて行く。
平成27年度においては、防衛大学校には太陽観測データの解析環境が十分に構築されていなかったが、平成28年度に新しく計算機を購入したことによって、解析環境を構築することができたので、今後はこの解析環境を用いて太陽フレア加速域観測データの詳細解析を早急に進めていきたい。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度においても購入可能な「e2v社製裏面照射型CMOS検出器」が存在しなかったことと、購入可能な他社の「裏面照射型CMOS検出器」についても、今年度においては購入に至らなかったため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

平成29年度に他社製の「裏面照射型CMOS検出器」の購入を、その性能評価装置とともに購入予定である。

研究成果

• [雑誌論文] IRIS, Hinode, SDO, and RHESSI Observations of a White Light Flare Produced Directly by Nonthermal Electrons (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoung-Sun Lee, Shinsuke Imada, Kyoko Watanabe, Yumi Bamba, David H. Brooks
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 836 ページ: 150
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa5b8b
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Validation of a scaling law for the coronal magnetic field strength and loop length of solar and stellar flares (2017)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Namekata, Takahito Sakaue, Kyoko Watanabe, Ayumi Asai, Kazunari Shibata
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 ページ: 7
  • DOI: 10.1093/pasj/psw111
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simultaneous Observation of Solar Neutrons from the ISS and High Mountain Observatories in association with a flare on July 8, 2014 (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Muraki, D. Lopez, K. Koga, F. Kakimoto, T. Goka, L. X. Gonzalez, S. Masuda, Y. Matsubara, H. Matsumoto, P. Miranda, O. Okudaira, T. Obara, J. Salinas, T. Sako, S. Shibata, R. Ticona, Y. Tsunesada, J.F. Valdes-Galicia, K. Watanabe, T. Yamamoto
  • 雑誌名: Solar Physics 巻: 291 ページ: 1241-1265
  • DOI: 10.1007/s11207-016-0887-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of Cosmic Ray Hadrons at the top of the Sierra Negra volcano in Mexico with the SciCRT prototype (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Ortiz, J.F. Valdes-Galicia, Y. Matsubara, Y. Nagai, A. Hurtado, O. Musalem, R. Garcia, M. A. Anzorena, L. X. Gonzalez, Y. Itow, T. Sako, D. Lopez, Y. Sasai, K. Munakata, C. Kato, M. Kozai, S. Shibata, H. Takamaru, H. Kojima, K. Watanabe, H. Tsuchiya, T. Koi
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: 58 ページ: 2018-2025
  • DOI: 10.1016/j.asr.2016.02.008
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 白色光フレアにおける白色光発光の起源についての検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉恭子、増田智、大野雅功
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] Statistical approach for the origin of white-light emission of white-light flares (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Watanabe, Satoshi Masuda, Masanori Ohno
  • 学会等名: Hinode-10
  • 発表場所: Nagoya Japan
  • 年月日: 2016-09-05 – 2016-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Hinode Flare Catalogue and Solar Flare Activities in Solar Cycle 24 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Watanabe
  • 学会等名: AOGS 13th Annual Meeting
  • 発表場所: Beijing China
  • 年月日: 2016-07-31 – 2016-08-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Characteristics that Produce White-Light Enhancements in Solar Flares Observed by Hinode/SOT (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Watanabe
  • 学会等名: AOGS 13th Annual Meeting
  • 発表場所: Beijing China
  • 年月日: 2016-07-31 – 2016-08-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Statistical approach for the origin of white-light emission of white-light flares (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Watanabe, Satoshi Masuda, Masanori Ohno
  • 学会等名: 15th RHESSI Workshop
  • 発表場所: Graz Austria
  • 年月日: 2016-07-26 – 2016-07-30
  • 国際学会