| 研究課題/領域番号 |
20K20935
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
勝田 哲 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50611034)
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| 研究分担者 |
田代 信 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00251398)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | Ｘ線天文衛星「すざく」 / Ｘ線天文衛星「ひとみ」 / 地球超高層大気 / 地球温暖化 |
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| 研究実績の概要 |
日本のＸ線天文衛星「すざく」及び「ひとみ」がカニ星雲を観測した際のデータを活用して、地球の超高層大気密度を計測した。天体と地表のなす角が 2--3 度以下になると、天体からのＸ線は大気減光を受ける。大気密度は地表から上空に向け、高度に対して指数関数的に減少するため、天体が地表に近づくにつれてＸ線の減衰度合いが激しくなる。この減衰の様子から、地球超高層大気(高度 70--200 km)の密度プロファイルを測定した。測定結果は、概ね標準的な大気密度モデルと一致していたが、高度 100 km 付近で測定値がモデルの予想値より数割低いことが判明した。その原因は、1) 地球温暖化(に伴う超高層大気の寒冷化・低密化)が予想よりも早く進行している可能性、2) 標準的な大気密度モデルが誤っている可能性、いずれか(ないし両方)と考えられるが、今回の測定だけではどちらか判別するには至らず、今後の課題である。
太陽Ｘ線の観測については、太陽風(Coronal Mass Ejection: CME)と地球近傍の中性ガスが電荷交換反応した際に放出するＸ線輝線に着目した。2005年9月の巨大太陽フレアに伴うＸ線イベントに着目し、その「すざく」衛星のデータを解析した。その結果、炭素からイオウまで多数の元素輝線を検出した。特に、イオウ輝線を検出したのは、CME に起因する電荷交換Ｘ線としては初めてであり、今後、この種のＸ線データが、太陽風プラズマを探る貴重な手がかりになることを改めて示している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初は、「すざく」が捉えた、大気に反射された太陽Ｘ線、および超高層大気(地上高度100 km程度)からの蛍光Ｘ線を観測する予定であった。ところが、データ解析を進める中で、大気オカルテーションを通じて超高層大気の密度を計測できることに気がついた。当初は、地球大気からの蛍光Ｘ線(N-K, O-K)を用いた大気密度測定を目論んでおり、そのための大気再放射シミュレーションなどやや複雑なモデルを検討していた。しかし、オカルテーション法ではそのようなモデル化の必要もなく、とても単純明快に密度を計測できるため、予想以上に進展した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、他のＸ線天文衛星でも、大気オカルテーション法による、超高層大気密度の計測を行う。具体的には、NuSTAR 衛星のアーカイブデータを解析中である。また、国際宇宙ステーション搭載の NICER を用いた観測も計画している。並行して、「すざく」による、太陽Ｘ線の大気反射成分の解析については、当初の予定通り、長期モニターや Ne 組成比の測定を進める。加えて、「すざく」の 10 年間の観測に多数紛れ込んだ、太陽風と地球周辺の中性ガスの電荷交換Ｘ線データを用いた、太陽風組成比の測定にも挑戦する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由：コロナウイルス感染症拡大の影響で学会や研究会がオンライン開催やキャンセルとなったため。
使用計画：コロナウイルスの状況が収まり次第、国内外の研究会で成果を報告する。また、共同研究者との打ち合わせも積極的に行う。
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