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2020 年度 実績報告書

過去1万年間の太陽活動

研究課題

研究課題/領域番号 20H05643
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)

研究分担者 堀内 一穂  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (00344614)
宮原 ひろ子  武蔵野美術大学, 造形学部, 教授 (00532681)
笹 公和  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
箱崎 真隆  国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 研究員 (30634414)
前原 裕之  国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40456851)
木村 勝彦  福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70292448)
門叶 冬樹  山形大学, 理学部, 教授 (80323161)
早川 尚志  名古屋大学, 高等研究院(宇宙), 特任助教 (10879787)
研究期間 (年度) 2020-08-31 – 2025-03-31
キーワード太陽 / 宇宙線 / 宇宙線生成核種 / 太陽高エネルギー粒子 / 樹木年輪 / 氷床コア / 加速器質量分析
研究実績の概要

大規模な太陽面爆発は、人工衛星の破壊や通信障害等を引き起こし、現在の宇宙開拓時代において大きな脅威になり得る。本課題は過去に発生した巨大な太陽面爆発の代替指標である宇宙線生成核種(樹木年輪の14Cや氷床コアの10Be、36Cl)を用いて、過去1万年間における巨大な太陽面爆発の発生頻度や規模の上限など長期的な特性を明らかにしようというものである。
これまでの研究実績として、(1)BC5,000~BC4,000年代の約1,000年間の連続14Cデータ取得、(2)14Cデータにみられる複数のSEP起源と考えられるイベントの発見(3)小型14C増加イベントの検出手法の確立と小型SEPイベント存在の示唆(4)歴史文献に基づく数多の磁気嵐現象の発見が挙げられる。
(1)に関して、大規模SEPイベントの発生頻度の議論を行う上でも、得られた単年14Cデータの年代測定等への応用という側面からも、長期間の単年14Cデータの取得は極めて重要である。また、過去1万年に及ぶ14C取得のための年輪試料準備等も着実に進んでおり、今後の分析から他に類を見ない長期データセットの取得が見込める。(2)(3)について、例えば、BC5410年のSEPイベント候補が複数の樹木試料から確認された(Miyake et al. 2021)。また、775年イベントの約1/8~1/5に相当する14C増加が複数報告された(Miyahara et al. 2022)。(4)について、1859年のキャリントンイベントをはじめ、過去3000年にわたる数多くの磁気嵐現象の調査が進んでいる(e.g., Hayakawa et al. 2022)。

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

既に過去7500年間の樹木試料は確保されており、14C濃度の測定も進んでいる。最終年度までに予定している分析を実施可能である。また、当初の予定に加え、小型イベント検出に関する取り組みを進めている。歴史文献を用いた調査が多くの年代で進んでいる点、小型イベント検出手法の確立や小型イベントの検出などの成果につながっている点など、既に期待以上の成果が得られている。

今後の研究の推進方策

今後の計画として、主に(1)過去1万年間の未測定期間の連続14Cデータ取得、(2)1956年周辺の高精度10Be分析(南極沿岸H15コア、南極内陸ピットコア、グリーンランドSEドームコア)、(3)775年周辺のトラバーチン試料の10Be分析、(4)文献記録を用いた過去の太陽活動の調査、(5)TESSによる恒星フレア頻度の調査、が挙げられる。(1)~(4)について順次進め、最終年度に(5)を実施し、同位体データから得られた巨大SEPイベントの発生頻度との比較を行う。

  • 研究成果

    (58件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 17件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 11件、 招待講演 9件) 図書 (2件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] アリゾナ大学年輪研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      アリゾナ大学年輪研究所
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      ロシア科学アカデミー
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich
  • [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] Recurrent Large‐Scale Solar Proton Events Before the Onset of the Wolf Grand Solar Minimum2022

    • 著者名/発表者名
      Miyahara Hiroko、Tokanai Fuyuki、Moriya Toru、Takeyama Mirei、Sakurai Hirohisa、Ohyama Motonari、Horiuchi Kazuho、Hotta Hideyuki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021GL097201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal Variations of the Three Geomagnetic Field Components at Colaba Observatory around the Carrington Storm in 18592022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Nevanlinna Heikki、Blake Sean P.、Ebihara Yusuke、Bhaskar Ankush T.、Miyoshi Yoshizumi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 928 ページ: 32~32

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac2601

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of a Long-duration Superflare on a Young Solar-type Star EK Draconis with Nearly Similar Time Evolution for Hα and White-light Emissions2022

    • 著者名/発表者名
      Namekata Kosuke、Maehara Hiroyuki、Honda Satoshi、Notsu Yuta、Okamoto Soshi、Takahashi Jun、Takayama Masaki、Ohshima Tomohito、Saito Tomoki、Katoh Noriyuki、Tozuka Miyako、Murata Katsuhiro L.、Ogawa Futa、Niwano Masafumi、Adachi Ryo、Oeda Motoki、Shiraishi Kazuki、Isogai Keisuke、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 926 ページ: L5~L5

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac4df0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A review for Japanese auroral records on the three extreme space weather events around the International Geophysical Year (1957?1958)2022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Ebihara Yusuke、Hata Hidetoshi
    • 雑誌名

      Geoscience Data Journal

      巻: ー ページ: ー

    • DOI

      10.1002/GDJ3.140

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Statistical Properties of Superflares on Solar-type Stars: Results Using All of the Kepler Primary Mission Data2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Soshi、Notsu Yuta、Maehara Hiroyuki、Namekata Kosuke、Honda Satoshi、Ikuta Kai、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 906 ページ: 72~72

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc8f5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gradual onset of the Maunder Minimum revealed by high-precision carbon-14 analyses2021

    • 著者名/発表者名
      Miyahara Hiroko、Tokanai Fuyuki、Moriya Toru、Takeyama Mirei、Sakurai Hirohisa、Horiuchi Kazuho、Hotta Hideyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: ー

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84830-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Graphical evidence for the solar coronal structure during the Maunder minimum: comparative study of the total eclipse drawings in 1706 and 17152021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Lockwood Mike、Owens Matthew J.、S?ma Mitsuru、Besser Bruno P.、van Driel-Gesztelyi Lidia
    • 雑誌名

      Journal of Space Weather and Space Climate

      巻: 11 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1051/swsc/2020035

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Extreme Space Weather Event in 1941 February/March2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Blake Sean P.、Bhaskar Ankush、Hattori Kentaro、Oliveira Denny M.、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 ページ: 209~209

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb772

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Candidate Auroral Observations Indicating a Major Solar?Terrestrial Storm in 1680: Implication for Space Weather Events during the Maunder Minimum2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Schlegel Kristian、Besser Bruno P.、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 ページ: 29~29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb3c2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Intensity and Evolution of the Extreme Solar and Geomagnetic Storms in 1938 January2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Hattori Kentaro、Pevtsov Alexei A.、Ebihara Yusuke、Shea Margaret A.、McCracken Ken G.、Daglis Ioannis A.、Bhaskar Ankush T.、Ribeiro Paulo、Knipp Delores J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 ページ: 197~197

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc427

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sunspot Observations at the Eimmart Observatory and in Its Neighborhood during the Late Maunder Minimum (1681?1718)2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Kuroyanagi Chiaki、Carrasco V?ctor M. S.、Uneme Shoma、Besser Bruno P.、S?ma Mitsuru、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 ページ: 166~166

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd949

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Single‐Year Cosmic Ray Event at 5410 BCE Registered in <sup>14</sup> C of Tree Rings2021

    • 著者名/発表者名
      Miyake F.、Panyushkina I. P.、Jull A. J. T.、Adolphi F.、Brehm N.、Helama S.、Kanzawa K.、Moriya T.、Muscheler R.、Nicolussi K.、Oinonen M.、Salzer M.、Takeyama M.、Tokanai F.、Wacker L.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 ページ: ー

    • DOI

      10.1029/2021GL093419

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High‐Resolution <sup>10</sup> Be and <sup>36</sup> Cl Data From the Antarctic Dome Fuji Ice Core (?100?Years Around 5480 BCE): An Unusual Grand Solar Minimum Occurrence?2021

    • 著者名/発表者名
      Kanzawa K.、Miyake F.、Horiuchi K.、Sasa K.、Takano K.、Matsumura M.、Takahashi T.、Motizuki Y.、Takahashi K.、Nakai Y.、Ohtani K.、Tada Y.、Ochiai Y.、Motoyama H.、Matsuzaki H.、Yamazaki A.、Muramatsu Y.、Yamagata T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 126 ページ: ー

    • DOI

      10.1029/2021JA029378

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Daniel M?gling’s Sunspot Observations in 1626?1629: A Manuscript Reference for the Solar Activity before the Maunder Minimum2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Iju Tomoya、Murata Koji、Besser Bruno P.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 ページ: 194~194

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abdd34

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stephan Prantner’s Sunspot Observations during the Dalton Minimum2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Uneme Shoma、Besser Bruno P.、Iju Tomoya、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 919 ページ: 1~1

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abee1b

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Johann Christoph M?ller’s Sunspot Observations in 1719???1720: Snapshots of the Immediate Aftermath of the Maunder Minimum2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Iju Tomoya、Kuroyanagi Chiaki、Carrasco V?ctor M. S.、Besser Bruno P.、Uneme Shoma、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 296 ページ: ー

    • DOI

      10.1007/s11207-021-01880-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probable detection of an eruptive filament from a superflare on a solar-type star2021

    • 著者名/発表者名
      Namekata Kosuke、et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 6 ページ: 241~248

    • DOI

      10.1038/s41550-021-01532-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Extreme Solar and Geomagnetic Storms on 20-25 March 19402021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Oliveira Denny M、Shea Margaret A、Smart Don F、Blake Se?n P、Hattori Kentaro、Bhaskar Ankush T、Curto Juan J、Franco Daniel R、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: ー ページ: ー

    • DOI

      10.1093/mnras/stab3615

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Findings from an in-Depth Annual Tree-Ring Radiocarbon Intercomparison2020

    • 著者名/発表者名
      Wacker L et al.
    • 雑誌名

      Radiocarbon

      巻: 62 ページ: 873~882

    • DOI

      10.1017/RDC.2020.49

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intensity and time series of extreme solar-terrestrial storm in 1946 March2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Ebihara Yusuke、Pevtsov Alexei A、Bhaskar Ankush、Karachik Nina、Oliveira Denny M
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 497 ページ: 5507~5517

    • DOI

      10.1093/mnras/staa1508

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Solar Corona during the Total Eclipse on 1806 June 16: Graphical Evidence of the Coronal Structure during the Dalton Minimum2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Owens Mathew J.、Lockwood Michael、S?ma Mitsuru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 900 ページ: 114~114

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab9807

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] South American auroral reports during the Carrington storm2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Ribeiro Jos? R.、Ebihara Yusuke、Correia Ana P.、S?ma Mitsuru
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 ページ: ー

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01249-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reanalyses of the sunspot observations of Fogelius and Siverus: two ‘long-term’ observers during the Maunder minimum2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Iju Tomoya、Uneme Shoma、Besser Bruno P、Kosaka Shunsuke、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 ページ: 650~658

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2965

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 日本産樹木試料を用いた西暦992年宇宙線イベントの再検証2022

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] アナログ記録による過去の激甚宇宙天気現象の事例研究:磁気擾乱とオーロラ低緯度境界2022

    • 著者名/発表者名
      早川尚志
    • 学会等名
      GIC研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙線生成核種を用いた過去の極端太陽現象の調査2021

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      日本質量分析学会同位体比部会2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for past SEP events using tree-ring 14C data2021

    • 著者名/発表者名
      F. Miyake
    • 学会等名
      3rd International Radiocarbon in the Environment Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 過去1万年間の太陽活動2021

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      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」2021年度異分野連携ユニット第1回
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸素同位体比年輪年代法の標準年輪曲線の構築状況と北東アジアにおける年代測定事例について2021

    • 著者名/発表者名
      箱﨑真隆
    • 学会等名
      2021年度「樹木年輪」研究会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Variation of solar cycles before the onset of the Maunder Minimum revealed by high-precision carbon-14 analyses2021

    • 著者名/発表者名
      H. Miyahara
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial variations of 10Be in surface snow along the inland traverse route of Japanese Antarctic Research Expedition2021

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuchi
    • 学会等名
      15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • 国際学会
  • [学会発表] 樹木年輪を用いた過去の太陽活動の研究2021

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      令和3年度 東海・北陸地区国立大学法人等 技術職員合同研修
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Non-Radiocarbon Accelerator Mass Spectrometry at the University of Tsukuba, Technical Meeting on Developments in Non-Radiocarbon Accelerator Mass Spectrometry Techniques and Relevant Applications (Virtual Event)2021

    • 著者名/発表者名
      K. Sasa
    • 学会等名
      International Atomic Energy Agency (IAEA)
    • 国際学会
  • [学会発表] Events 660BC, 5410BC and search for new events2021

    • 著者名/発表者名
      F. Miyake
    • 学会等名
      ISSI meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for stellar mass ejections associated with superflares2021

    • 著者名/発表者名
      H. Maehara
    • 学会等名
      ISSI meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸素同位体比年輪年代法と炭素14年代法による福井城跡出土木材の高精度年代決定2021

    • 著者名/発表者名
      箱崎真隆
    • 学会等名
      日本文化財科学会第38回大会
  • [学会発表] 樹木年輪の炭素14データに記録された紀元前5410年の宇宙線イベント2021

    • 著者名/発表者名
      三宅芙沙
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 観測・歴史時代の宇宙線・大気環境のプローブとしての高解像度宇宙線生成核種分析2021

    • 著者名/発表者名
      堀内一穂
    • 学会等名
      グリーンランド南東ドームアイスコア、研究・掘削報告と分析計画に関する研究集会
  • [学会発表] 多数試料Be同位体分析による古宇宙線変動の解明と古記録間の同期2021

    • 著者名/発表者名
      堀内一穂
    • 学会等名
      日本地球化学会第68回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Extreme space weather events in the observational history: the Carrington event and others2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa, H
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measurement of cosmogenic 10Be in endogenic travertine deposits at Baishuitai2021

    • 著者名/発表者名
      H. Miyahara
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽活動極小期における宇宙線強度変動の研究および過去の宇宙線変動復元のための新手法開拓2021

    • 著者名/発表者名
      宮原ひろ子
    • 学会等名
      物理学会
  • [学会発表] Current status of collection of cosmogenic data in Nagoya2021

    • 著者名/発表者名
      F. Miyake
    • 学会等名
      ISEE International Joint Research Program "Modeling the transport and deposition of cosmogenic isotopes of historical MIYAKE Events and recent decades"
    • 国際学会
  • [学会発表] Extreme solar particle events shown in carbon-14 data2020

    • 著者名/発表者名
      F. Miyake
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar cycle around the onset of the Spoerer Minimum2020

    • 著者名/発表者名
      H. Miyahara
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 過去1.8世紀の歴史的アナログ記録に基づく激甚磁気嵐の規模推定の事例研究2020

    • 著者名/発表者名
      早川尚志
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第148回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 36Clの加速器質量分析における妨害同重体36Sの除去方法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      笹公和
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [図書] 樹木・木材と年代研究2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 稔、横山 操(箱﨑真隆ら)
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      4254535686
  • [図書] 気候変動から読みなおす日本史 第2巻2021

    • 著者名/発表者名
      中塚 武、對馬 あかね、佐野 雅規(箱﨑真隆、木村勝彦ら)
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      臨川書店
    • ISBN
      465304502X
  • [備考] 紀元前5410年の宇宙線大増加の発見

    • URL

      https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/news/research-results/2021/20210604.html

  • [備考] すぐにわかる タイムトラベラーたちが紐解く太陽活動

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=7mMsskHjfuY&t=138s

  • [備考] オーストリアの修道院の歴史的観測から明かされるダルトン極小期の太陽活動

    • URL

      https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/news/research-results/2021/20210917.html

  • [備考] 歴史的観測から蘇る1957~1958年のオーロラ観測の全貌

    • URL

      https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/news/research-results/2022/20220106.html

  • [備考] 太陽型星のスーパーフレアから噴出する巨大フィラメントを初検出

    • URL

      http://okayama.mtk.nao.ac.jp/EK_Dra/EK_Dra_superflare.html

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公開日: 2022-12-28  

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