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2016 年度 実施状況報告書

ALMA太陽観測で探るコロナ加熱:波動の生成を捉える

研究課題

研究課題/領域番号 16K17663
研究機関国立天文台

研究代表者

岡本 丈典  国立天文台, チリ観測所, 特任助教 (70509679)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード太陽 / ひので / IRIS / ALMA / プロミネンス / 波動 / コロナ加熱 / 回転
研究実績の概要

本研究は、日米の太陽観測衛星「ひので」「IRIS」「SDO」、及びアルマ望遠鏡を活用し、太陽コロナ加熱問題解明に迫るべく、データ取得とその解析を推進するものである。目的達成に向けた最初の手順として、2016年度より太陽観測が開始されるアルマ・サイクル4 への観測提案を行い、grade B 評価で採択された。その内容は、太陽プロミネンス中を伝播する波動とアルマ・バンド 3 及びバンド 6 を用いた温度変化との対応関係の調査である。2017年4月時点においてこの観測は完了しておらず、今後データが取得され次第、解析を実施する予定である。
アルマ観測に並行し、太陽大気波動の解析のためにはコロナ中で見られる活動性を正しく理解しておくのが重要であることから、「ひので」が観測したプロミネンスの興味深い運動について解析を行った。この観測では、比較的穏やかなプロミネンス中に突如明るい筋状構造が出現し、それらが連なって規則的に上昇する様子を捉えた。「ひので」観測による平面内運動、及び「IRIS」による視線方向の動きを考慮した結果、この現象は螺旋状のプロミネンス磁場が周囲の磁場とつなぎかわり、部分的にねじれが解消することで引き起こされていることがわかった。この際、ねじれの伝播も捉えており、エネルギーの輸送や加熱の点でも重要な示唆を含んでいる。この解析結果については査読論文が受理されたほか、4件の国際会議(うち3件口頭発表)、1件の国内学会にて講演を行った。回転運動がはっきりしている好例として、出版直後より海外の研究者らの講演で引用されるなど、評価は高い。

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

アルマ太陽観測提案が採択されたことは、本研究の遂行のためには非常に重要であり、良いスタートが切れたと言える。採択された観測は、世界で15件受理された太陽観測提案のうち、唯一太陽縁外のプロミネンスを狙ったものであり、アルマによるプロミネンス研究において主導権を握ることができる点でも貴重である。また、本研究と関連が深い、共同研究者による観測提案も 3件採択されており、来年度以降の研究推進においても見通しは明るい。
しかし、本研究を進める上で 1つ問題が発生した。それは、「ひので」に搭載された可視光望遠鏡の撮像装置が2016年度中に使用不能に陥ったことである。これは、太陽面の運動を高時間・高空間分解能で捉える観測装置であり、波動生成の捕捉の主力であった。一方、「ひので」可視光望遠鏡には偏光分光器も積んでおり、こちらは現在も正常に作動している。そこで、スリット方向の1次元観測にはなるが、高空間・高時間分解能による視線方向速度や磁場の変動を利用することで、課題を変更することなく当初の目的の達成を目指す。そのために、偏光分光器の本研究に対する使用可能性評価を行った。これまでのところ使用可能と判断しているが、今後偏光分光器が本研究に不適格であると判断した場合は、申請書に記載したバックアッププランに基づき、「ひので」「IRIS」、及びアルマによる波動の伝播・散逸の性質をより深く調べる研究に移行することとする。なお、この評価の遂行の際に副次的な研究成果(太陽面の磁場強度と空間分解能に関する考察)を得た。これについては来年度以降、論文にまとめた上で別途報告予定である。

今後の研究の推進方策

まずはアルマ・サイクル4 で取得される予定のデータ解析を実施し、プロミネンスにおける波動の振る舞いについての研究を行う。並行して、アルマ・サイクル5 における観測提案を行い、再度「ひので」「IRIS」、及びアルマ望遠鏡による共同観測を行い、データ数を増やすことを目指す。サイクル5 はサイクル4 からの性能改善はなく、基本的には同じ観測内容を予定している。サイクル5 への提案が採択された場合、その観測は 2018年7月に実施されるため、2017年度内はサイクル4 のデータ解析に加え、「ひので」「IRIS」のみを用いた観測データ解析を遂行する。進捗状況報告の項目で記述した性能評価に伴う副次的な研究成果(太陽面の磁場強度と空間分解能に関する考察)についても、本研究との関連を踏まえた上で報告したい。

次年度使用額が生じた理由

年度後半に計画していた海外出張(国際会議出席)は別研究費を獲得できていたため、この研究費で支弁することとした。

次年度使用額の使用計画

次年度、または次々年度に海外(アメリカ)での長期滞在研究を計画しており、そのための費用に合算して使用する。時期が特定できない理由は、アルマ観測が成功裏に実施されることが条件であるためで、アルマ・サイクル4 の観測が天候や観測システムエラーなどで中止になった場合は次々年度の渡航が濃厚となる。また、これに加えてヨーロッパ諸国の研究機関での研究発表と議論を行うことも考えており、先述の滞在研究の時期及び予算と干渉しないよう実行する予定である。不足分はドイツの研究機関(マックスプランク太陽物理学研究所)より支援の申し出を既に受けているので、適宜調整しつつ渡航計画を練る。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Lockheed Martin/National Solar Observatory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Lockheed Martin/National Solar Observatory
  • [国際共同研究] University of St Andrews(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of St Andrews
  • [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      KU Leuven
  • [雑誌論文] HELICAL MOTIONS OF FINE-STRUCTURE PROMINENCE THREADS OBSERVED BY HINODE AND IRIS2016

    • 著者名/発表者名
      Takenori J. Okamoto, Wei Liu, Saku Tsuneta
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 831 ページ: 126 (11pp)

    • DOI

      10.3847/0004-637X/831/2/126

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 観測史上最強の黒点磁場2017

    • 著者名/発表者名
      岡本丈典, 桜井隆
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-18
  • [学会発表] High resolution observations of prominence rotation by Hinode and IRIS2016

    • 著者名/発表者名
      Joten Okamoto, Wei Liu, Saku Tsuneta
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2016
    • 発表場所
      アメリカ・カリフォルニア・サンフランシスコ
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D motion of active-region prominences: Rotation2016

    • 著者名/発表者名
      Joten Okamoto, Wei Liu, Saku Tsuneta
    • 学会等名
      International Astronomical Union Symposium 327
    • 発表場所
      コロンビア・カルタヘナ
    • 年月日
      2016-10-09 – 2016-10-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Rotations of Helical Prominence Threads Observed by Hinode and IRIS2016

    • 著者名/発表者名
      Joten Okamoto, Wei Liu, Saku Tsuneta
    • 学会等名
      Hinode-10 Science Meeting
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Waves In Prominences And Approach To The Coronal Heating2016

    • 著者名/発表者名
      Joten Okamoto
    • 学会等名
      AOGS 2016
    • 発表場所
      中国・北京
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Helical Motions of Fine-structure Prominence Threads Observed by Hinode and IRIS2016

    • 著者名/発表者名
      Joten Okamoto, Wei Liu, Saku Tsuneta
    • 学会等名
      IRIS-6 Workshop
    • 発表場所
      スウェーデン・ストックホルム
    • 年月日
      2016-06-20 – 2016-06-23
    • 国際学会
  • [備考] 岡本丈典氏が第9回宇宙科学奨励賞を受賞

    • URL

      http://www.nao.ac.jp/news/topics/2017/20170327-award.html

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-21  

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