研究課題
太陽彩層はコロナと同様、加熱・ダイナミクスの物理機構が未解決のままである。光球下で生成された磁気エネルギーは彩層を通過する過程で非線形化し、乱流、衝撃波、ジェットなど時間変化の激しい現象を引き起こし、光球より高温の彩層、コロナが生み出される。動的現象による磁気エネルギー輸送と散逸の一連のプロセスを直接観測できるのが彩層であり、その現場に迫ることが太陽物理研究の最先端である。このため、本研究では必要な分解能を生かせる口径1.5m太陽望遠鏡で運用する高精度面分光装置、狭帯域フィルター装置を開発し、高空間・高時間分解能観測がもたらす良質な磁場データ解析により磁気エネルギーの輸送・加熱機構の理解を進展させることを目指している。一昨年度は、日本側で完成させた面分光装置のスライサー・ユニットを元に、スペイン側の研究協力者と共同で面分光装置全体の光学設計、構造設計を行った。もう一つの観測装置である口径1.5m太陽望遠鏡の分解能を生かした高精度偏光分光観測を実現する、近赤外狭帯域ユニバーサルフィルターのキーとなるタンデム配置のニオブ酸リチウムエタロン・ユニットの評価試験を行った。光学試験は京都大学・飛騨天文台の太陽望遠鏡・高分散分光器を用いて行い、エタロンの光学特性、電圧・透過波長変化率などの基本データを得、エタロン性能が仕様を満たしていることを確認した。同時に近赤外狭帯域ユニバーサルフィルターの主たる観測波長である、He I 1.083μm及びFe I 1.564μmを取り出すバンドパスフィルターが仕様を満たしていることも確認した。飛騨天文台・太陽望遠鏡の撮像システムを用い、タンデム配置のニオブ酸リチウムエタロンによる、波長He I 1.083μmでの黒点彩層観測、プロミネンス観測を行い、フィルターの光学性能も確認すると同時に貴重な観測データを得ることができた。
2: おおむね順調に進展している
面分光装置については、スペイン側との共同開発で行っており、面分光装置の光学設計、構造設計を共同で行い、それぞれの得意な光学コンポーネントを分担製作することで研究を加速する計画である。日本側担当のマイクロ・イメージスライサー・ユニットはすでに完成しており、これを元に面分光装置全体の光学設計・構造設計を進捗させることができた。他方、スペイン側の担当である残りの光学系製作は、COVID-19の影響で、製作が大幅に遅れている。このため、面分光装置の完成・試験観測は次年度に持ち越しとなっている。一方、ニオブ酸リチウムエタロンを用いた近赤外狭帯域ユニバーサルフィルターについては、要求する口径70mmの近赤外狭帯域ユニバーサルフィルター、及び観測波長であるHe I 1.083μm及びFe I 1.564μmを取り出すバンドパスフィルターの製作・評価、太陽黒点・プロミネンスの試験観測を予定通り完了できている。
研究目的に必要な高空間・高時間・高精度偏光分光観測を実現するため、引き続き、面分光装置及び近赤外狭帯域ユニバーサルフィルターを完成させ、太陽観測を実施し、研究成果を出す。スペインとの共同開発で行う面分光装置の完成がCOVID-19の影響で遅れていたが、スペイン側担当の光学系製作の目途が立ち、すでに本研究で完成させたスライサーユニットをスペインに早々に発送し、光学インタフェース試験を実施し、試験観測をスペイン・テネリフェ島の口径1.5m太陽望遠鏡（GREGOR）で行う計画である。もう一つの観測装置である近赤外狭帯域フィルター装置は、キーとなるエタロン・ユニット、バンドパス・フィルターは完成しており、観測に適用するための波長チューニングのための温度制御や電圧制御を完了させる。面分光装置及び近赤外狭帯域フィルター装置の光学系調整、観測制御模擬は国立天文台・三鷹キャンパスの太陽分光観測設備を用いて国立天文台・太陽観測科学プロジェクトの協力を得て行う。本観測は高分解能が必要であり、このため京都大学飛騨天文台の0.6mドームレス太陽望遠鏡の共同観測時間に申請し、観測時間を確保している。観測装置一式を飛騨天文台に持ち込んで観測を実施し、口径1.5m太陽望遠鏡に向けて、高空間・高時間分解能の高精度偏光分光模擬観測を実施する。
すべて 2022 2021 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)
Proc. SPIE
巻: 11852 ページ: 118523K 8 pp.
10.1117/12.2599610
Solar Physics
巻: 296 ページ: id.70
10.1007/s11207-021-01789-2
http://solarwww.mtk.nao.ac.jp/suematsu/
http://solarwww.mtk.nao.ac.jp/jp/ssobs.html
https://solar-c.nao.ac.jp/
