Investigation of solar high energy plasma with high-sensitivity X-ray imaging spectroscopic observations

利用高灵敏度 X 射线成像光谱观测研究太阳高能等离子体

• 批准号: 17H04832
• 负责人: 石川 真之介
• 金额: $ 15.97万
• 依托单位: Nagoya University (2018-2019)Japan Aerospace EXploration Agency (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17H04832/
• 关键词: 太陽; コロナ; X線; CMOS 検出器; 太陽物理学; 宇宙物理; X線天文学; 観測ロケット実験; 太陽フレア; 宇宙科学; ロケット

本年度、本研究課題の中心となる実験 Focusing Optics Solar X-ray Imager の3回目の打ち上げ (FOXSI-3) を実施し、photon-counting の手法により、0.5-5 keV の軟X線領域において太陽の撮像分光観測を世界で初めて実現した。FOXSI-3 の打ち上げは2018年9月7日に米国ニューメキシコ州ホワイトサンズから行われ、弾道飛行中に予定通りおよそ6分間太陽を観測し、ほぼ太陽全面にわたって撮像分光データを取得することに成功した。FOXSI-3 ロケット実験の成功は、研究課題である「高感度X線撮像分光観測による太陽高エネルギープラズマの探査」を実現したことに他ならない。これまで技術的に困難であった、太陽における諸現象の空間スケールをカバーし、それらの現象の時間スケールを分解できる高い時間分解能は、本研究において開発した高速 CMOS 撮像分光システムにより可能となった。FOXSI-3 により、巨大フレアが発生している時間帯以外においても、コロナの高エネルギープラズマが発するX線連続スペクトルの放射と、高エネルギープラズマ中のイオンによる線スペクトルの放射を別々に定量評価することが太陽で初めて可能となり、平衡状態を仮定する従来の手法では得られなかった新たな情報を得ることができると考えられる。本研究の成果を発展させ、観測衛星計画 PhoENiX により高感度太陽X線撮像分光観測を進める。

今年，我们进行了第三次发射（FOXSI-3）聚焦光学太阳能，这是世界上首次实现成像光谱观测。 FOXSI-3于2018年9月7日从美国新墨西哥州白沙发射升空，在亚轨道飞行过程中，按计划观测太阳约6分钟，成功获取了几乎整个太阳表面的成像光谱数据。 做过。 FOXSI-3火箭实验的成功无非实现了“利用高灵敏度X射线成像光谱观测探索太阳高能等离子体”的研究目标。这项研究开发的高速CMOS成像光谱系统使得实现高时间分辨率成为可能，可以覆盖各种太阳现象的空间尺度，并解析这些现象的时间尺度，这在技术上一直是困难的。利用FOXSI-3，我们将能够分别定量评估日冕区域高能等离子体发射的连续X射线光谱的辐射和高能等离子体中离子的线光谱的辐射，即使是在巨星时期这是第一次在太阳上实现这一点，并且人们认为将有可能获得使用假设平衡状态的传统方法无法获得的新信息。我们将开发这项研究成果，并利用观测卫星计划 PhoENiX 推进高灵敏度太阳 X 射线成像光谱观测。

项目成果

Fachhochschule Nordwestschweiz(スイス)

西北瑞士高等专科学校（瑞士）

FOXSI-3

福克斯SI-3

University of Minnesota/University of California, Berkeley/NASA/MSFC(米国)

明尼苏达大学/加州大学伯克利分校/NASA/MSFC（美国）

ミネソタ大学/カリフォルニア大学バークレー校(米国)

明尼苏达大学/加州大学伯克利分校（美国）

観測ロケットFOXSI-3が軟X線太陽像を新手法で描く

探空火箭 FOXSI-3 使用新方法绘制太阳软 X 射线图像