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2018 年度 実績報告書

過去5000年間の超巨大SPE頻度の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06005
研究機関名古屋大学

研究代表者

三宅 芙沙  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (90738569)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード宇宙線生成核種 / 大規模SEPイベント / 樹木年輪 / 氷床コア
研究実績の概要

大規模なSolar Energetic Particle(SEP)イベントが発生すると、それに伴って放出された高エネルギー粒子により、人工衛星の故障や通信網の破壊等甚大な被害が引き起こされる。これまでに樹木年輪の炭素14(14C)データを用いて、AD774-775年とAD993-994年、さらにBC660年ごろに大規模なSEPイベントが生じた痕跡が示された。その規模は観測史上最大のSEPイベントの10倍以上と推定される。過去の大規模なSEPイベントの発生頻度を知ることは、今後のイベントに備える上で非常に重要である。本研究では、過去5000年間の年輪中14C濃度の単年分解能(隔年間隔)連続測定を行い、大規模なSEPイベントの発生頻度を明らかにするとともに、大規模なSEPイベント発生と太陽活動度との関係の解明を目的としている。
当該年度は、未測定期間における年輪の14C測定を進めるとともに、南極ドームふじ氷床コアの10Beと36Cl濃度の測定から、AD993/994年、BC660年ごろ、BC5480年ごろの宇宙線イベントについて、原因がSEPイベントかどうかの検証を行った。また、775年と994年のイベントと太陽の11年周期であるシュワーべサイクルとの関係性に関する議論を行った(Scifo et al. 2019)。さらに、BC660年ごろのSEPイベントについて、早材・晩材に分けた詳細な14C分析から複数のSEPイベントが連続発生した可能性を示した(Sakurai et al. 2020)。さらに、SEPイベントをはじめとする極端太陽現象に関する図書の出版を行った(Miyake et al. 2019)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当該年度は、自動グラファイト化装置についての性能評価を行い、セルロースからグラファイトまでの工程を全自動で実現した。グラファイト試料の14C濃度も従来の手動グラファイト化装置を用いるよりも低バックグラウンド下での分析が可能であり、大量試料の14C測定に対する準備が整った。自動グラファイト化装置を用いた年輪試料の測定を開始した。
また、これまでに見つかっている宇宙線増加イベントの原因に関する理解を深めるため、南極ドームふじ氷床コアの10Be、36Cl濃度の測定を行った。

今後の研究の推進方策

今後は、自動グラファイト化装置を用いて、予定している年代の14C濃度を引き続き測定する予定である。次年度得られるデータから予定している年代における大規模SEPイベントの発生頻度について解明する。また、太陽型恒星フレアの頻度と比較し、恒星としての太陽についての知見を深める。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Arizona(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Arizona
  • [国際共同研究] Natural Resources Institute Finland(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Natural Resources Institute Finland
  • [雑誌論文] Prolonged production of 14C during the ~660 BCE solar proton event from Japanese tree rings2020

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Hirohisa、Tokanai Fuyuki、Miyake Fusa、Horiuchi Kazuho、Masuda Kimiaki、Miyahara Hiroko、Ohyama Motonari、Sakamoto Minoru、Mitsutani Takumi、Moriya Toru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-57273-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiocarbon Production Events and their Potential Relationship with the Schwabe Cycle2019

    • 著者名/発表者名
      Scifo A.、Kuitems M.、Neocleous A.、Pope B. J. S.、Miles D.、Jansma E.、Doeve P.、Smith A. M.、Miyake F.、Dee M. W.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-53296-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Earliest Candidates of Auroral Observations in Assyrian Astrological Reports: Insights on Solar Activity around 660 BCE2019

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Mitsuma Yasuyuki、Ebihara Yusuke、Miyake Fusa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 884 ページ: L18~L18

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab42e4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Introduction2019

    • 著者名/発表者名
      Usoskin I、Miyake F
    • 雑誌名

      Extreme Solar Particle Storms: The hostile Sun(book chapter)

      巻: - ページ: 1:1-1:3

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/2514-3433/ab404ach1

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of Radionuclides2019

    • 著者名/発表者名
      Wacker L、Baroni M、Mekhaldi F、Miyake F、Oinonen M
    • 雑誌名

      Extreme Solar Particle Storms: The hostile Sun(book chapter)

      巻: - ページ: 5:1-5:14

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/2514-3433/ab404ach5

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of the Measured Events2019

    • 著者名/発表者名
      Cliver E、Ebihara Y、Hayakawa H、Jull T、Mekhaldi F、Miyake F、Muscheler R
    • 雑誌名

      Extreme Solar Particle Storms: The hostile Sun(book chapter)

      巻: - ページ: 6:1-6:37

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/2514-3433/ab404ach6

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Further Search for Extreme Events2019

    • 著者名/発表者名
      Miyake F、Ebihara Y、Hayakawa H、Maehara H、Mitsuma Y、Usoskin I、Wang F、Willis D M
    • 雑誌名

      Extreme Solar Particle Storms: The hostile Sun(book chapter)

      巻: - ページ: 7:1-7:41

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/2514-3433/ab404ach7

    • 国際共著
  • [学会発表] 宇宙線生成核種を用いた紀元前660年頃の宇宙線イベントの調査2020

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      応用物理学会
  • [学会発表] Cosmogenic Evidences for Past SEP Events2019

    • 著者名/発表者名
      Fusa Miyake
    • 学会等名
      2019 International Cosmic Ray Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 宇宙線生成核種を用いた過去のSEPイベントの調査2019

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      応用物理学会
  • [学会発表] 樹木年輪の放射性炭素分析 に基づく過去 1 万年間の太陽活動復元2019

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      歴博共同研究「総合資料学の創成と日本歴史文化に関する研究資源の共同利用基盤構築 」異分野 連携ユニット 研究会
    • 招待講演
  • [図書] Extreme Solar Particle Storms: The hostile Sun2019

    • 著者名/発表者名
      Fusa Miyake, Ilya Usoskin and Stepan Poluianov (eds.)
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      IOP Publishing
    • ISBN
      978-0-7503-2230-0

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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