高精度磁場測定で探る太陽光球～遷移層の磁気プラズマ活動

通过高精度磁场测量探索太阳圈——过渡层中的磁等离子体活动

• 批准号: 11J08580
• 负责人: 石川 遼子
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08580/
• 关键词: 偏光観測; 太陽磁場; 太陽物理学; 磁気流体現象; 天文; 輝線スペクトル; 分光; 彩層

我々は現在、太陽から放射されるライマンα輝線(波長121.6nm)を0.1%という高い精度で偏光分光観測するロケット実験Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarlmeter(CLASP)を推進している。本ロケット実験は、検出したライマンα輝線の直線偏光から量子論的ハンレ効果を用いて彩層～遷移層の磁場計測を行うことを目的としている。これによって、彩層～遷移層の磁場構造と磁気プラズマの動的現象との関係を探ることができるようになり、彩層・コロナ加熱機構をはじめとする磁気流体現象の解明に迫ることができると期待される。私は、本ロケット実験の中心メンバーの一人として、偏光分光器の開発を行ってきた。本年度私は、偏光分光器のアライメント手順の検討を完了し、構造設計や各光学素子の仕様を確定した。光学アライメントとは、部品である光学素子を機密構体に設置して、最終光学性能が得られるまで調整や較正をすることを言い、その手順は、各光学素子の仕様や構造設計に直結する。私は、CLASPの観測波長が大気で吸収される真空紫外線であることから、可視光を用い大気中でできるだけ光学調整を行う手法を考案した。また、分子科学研究所にある放射光施設にて、飛翔用波長板の遅延量測定実験を行い、CLASPの性能要求を満たしていることを確認した。本実験を通して、真空紫外線領域で複屈折物質の異常光と常光の屈折率差を高精度で測定する手法も構築することができた。さらに、CLASPで要求される0.1%という高い偏光精度を実現するために必要不可欠な、偏光分光器全体の偏光較正試験の立案も進めてきた。このように、観測装置の開発は順調に進んでおり、飛翔用装置製作前の準備は整った。また、観測装置の開発と平行して、量子論的ハンレ効果を用いたデータ解析手法の構築にも着手した。

我们目前正在推广色球莱曼阿尔法光谱旋光计（CLASP），这是一项火箭实验，用于观测太阳发射的莱曼阿尔法发射线（波长121.6纳米）的偏振光谱，精度高达0.1%。该火箭实验的目的是利用检测到的线偏振莱曼α发射线的量子汉勒效应来测量从色球层到过渡层的磁场。这使得探索色球层和过渡层的磁场结构与磁等离子体动力学现象之间的关系成为可能，并有望阐明包括色球层/日冕加热机制在内的磁流体动力学现象。作为这次火箭实验的核心成员之一，我一直在研发偏振光谱仪。今年，我完成了偏振光谱仪对准程序的研究，并确定了各个光学元件的结构设计和规格。光学对准是指将作为组件的光学元件安装在机密结构中，并对其进行调整和校准，直至达到最终的光学性能。该过程与每个光学元件的规格和结构设计直接相关。由于CLASP的观测波长是真空紫外光，会被大气吸收，因此我设计了一种尽可能在大气中使用可见光进行光学调整的方法。此外，我们在分子科学研究所的同步加速器辐射设施中进行了飞行波片延迟量测量实验，并确认其满足CLASP的性能要求。通过本实验，我们构建了一种在真空紫外区高精度测量双折射材料非寻常光与寻常光折射率差的方法。此外，我们还计划对整个偏振光谱仪进行偏振校准测试，这对于实现CLASP要求的0.1%的高偏振精度至关重要。至此，观测装置的研制进展顺利，飞行装置的生产准备工作也已完成。在开发观测设备的同时，我们还开始建立利用量子汉勒效应的数据分析方法。

项目成果

Properties of transient horizontal magnetic fields and their implication to the origin of quiet-Sun magnetism

瞬态水平磁场的特性及其对安静太阳磁起源的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: R.Ishikawa;S.Tsuneta;Kyohei Watanabe;Kyohei Watanabe;Ryohko Ishikawa
• 通讯作者: Ryohko Ishikawa

POLAR FIELD REVERSAL OBSERVATIONS WITH HINODE

• DOI: 10.1088/0004-637x/753/2/157
• 发表时间: 2012-05
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: D. Shiota;S. Tsuneta;M. Shimojo;N. Sako;D. Orozco Suárez;R. Ishikawa