High Precision Polarimetric Observation by a Balloon-Borne Solar Telescope: Revealing Conversion Processes of Magnetic Energy in the Stellar Atmosphere

气球载太阳望远镜高精度偏振观测：揭示恒星大气中磁能的转换过程

• 批准号: 18H05234
• 负责人: 勝川 行雄
• 金额: $ 90.77万
• 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 Scientific Research (S)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-06-11 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18H05234/
• 关键词: 宇宙・天体プラズマ; 太陽物理学; 光赤外線天文学; 気球搭載装置; 国際協力; 偏光観測; 気球観測; 数値モデリング

光球とコロナの中間にある「彩層」で発生する動的現象が担う磁気エネルギー輸送と散逸のプロセスを理解するため、大気球太陽望遠鏡SUNRISEで精密な偏光分光観測で彩層の3次元磁場・速度場を世界に先駆けて取得することを目指す。SUNRISEに搭載する近赤外線偏光分光装置SCIP(SUNRISE Chromospheric Infrared spectroPolarimeter)をドイツ・スペインと共同開発し、高解像度と偏光精度を気球飛翔時の熱真空環境で実現する光学構造の開発に成功した。大型真空槽にSCIPを収容した熱真空試験を実施し熱制御性能と光学性能の実証を行い国内開発を2021年度に完了させた。2021年度後半にドイツにて1m望遠鏡やゴンドラと結合させた総合性能試験、実太陽光試験、真空試験を行い、2022年4月から射場のキルナにてフライトソフトウェアの実装と最終試験を行い、偏光復調と画像圧縮からなる機上データ処理、協調動作のためのタイムラインをドイツ・スペインと共同開発した。2022年7月にフライト観測を実施したが、米国担当部に不具合があり観測を中断し装置を回収した。回収後も装置は健全であり、2023年の再フライトを計画している。SCIP開発と並行して、観測データと直接比較するため、電磁流体数値シミュレーションで光球・彩層の動的現象をモデリングする研究を実施している。SUNRISE気球で観測する可視・近赤外線スペクトル線の偏光を非局所熱平衡輻射輸送計算で再現する研究を行い、磁気リコネクションや磁気流体波動で発生する偏光信号を再現し、それがSUNRISE気球観測で検出できることを示した。さらに非局所熱平衡輻射輸送計算を基に気球観測SUNRISEや大型望遠鏡DKISTによる広波長・高精度偏光データから太陽大気の物理量を求めるインバージョン手法の開発を行い成果を論文化した。

为了理解由动态现象引起的磁能传输和耗散的过程，该现象在光球和冠状病毒之间发生的“ Chromolayer”中发生，我们的目的是使用精确的极化光谱solare solor s sugopope sugopope sugiase sugiase sugiase sugiase sugiase sughare solriss sugriase sugriase sugriase sugriase first the Chromolayer在世界上首先获得三维磁和速度领域。日出色球红外光谱光仪（SCIP）与德国和西班牙共同开发，并成功地开发了一种光学结构，该光学结构在气球中飞行时可以在热真空环境中高分辨率和极化精度。进行了热真空测试，其中SCIP被安置在一个大型的真空室中，证明了热控制和光学性能，并于2021年完成了国内开发。在2021年下半年，该公司在德国进行了全面的绩效测试，在德国进行了实际的太阳能和真空测试，并结合了1m远程测试和gondeScope和gondescope和2022年4月20222222222年4月24日，该公司的实施情况，该公司的实施情况，该公司的实施情况，该公司的实施情况，并进行基鲁纳（Kiruna）在现场，共同开发了一个用于车载数据处理的时间表，包括极化解调和图像压缩以及协调的操作。飞行观察是在2022年7月进行的，但美国部门负责观察并收集了设备的问题。恢复后设备保持健康，并计划在2023年再次飞行。与SCIP的发展并行，我们正在进行研究，以使用数值电磁流体模拟来模拟Photospheres和Chromolayers的动态现象，以直接将它们与观察到的数据进行比较。我们进行了研究，以使用非本地热平衡辐射传输计算来重现在日出气球中观察到的可见和近红外光谱线的极化，并表明可以通过磁重新连接和磁性流体波产生的极化信号来检测到日出气球观测。此外，基于非局部热平衡辐射传输计算，该公司开发了一种反转方法，使用气球观测日出和大型望远镜DKIST来计算宽波长，高精度极化数据的太阳大气的物理量，并讨论了结果。

项目成果

SUNRISE-3 大気球太陽観測実験:2022年のフライト結果

SUNRISE-3 气球太阳观测实验：2022 年飞行结果

• 发表时间: 2023
• 作者: 勝川行雄;久保雅仁;川畑佑典;大場崇義;石川遼太郎;原弘久;松本琢磨;清水敏文;浦口史寛;都築俊宏;納富良文;篠田一也;田村友範;末松芳法;J. C. del Toro Iniesta;D. Orozco Suarez;M. Balaguer Jimenez;C. Quintero Noda;S. Solanki;A. Korpi-Lagg
• 通讯作者: A. Korpi-Lagg

SUNRISE III 気球望遠鏡搭載近赤外線偏光分光装置SCIPの光学構造解析

SUNRISE III 安装在气球望远镜上的近红外偏振光谱仪 SCIP 的光学结构分析

• 发表时间: 2023
• 期刊: 宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 大気球研究報告
• 作者: 浦口史寛;勝川行雄;原弘久;清水敏文;都築俊宏;納富良文;久保雅仁;川畑佑典;大場崇義;岩村哲
• 通讯作者: 岩村哲

国際大気球太陽観測実験 SUNRISE-3

国际大气气球太阳观测实验SUNRISE-3

• 发表时间: 2019
• 期刊: 大気球シンポジウム: 2019年度
• 作者: 勝川行雄;del Toro Iniesta J. C.;Solanki S.;久保雅仁;原弘久;清水敏文;大場崇義;川畑佑典; 末松芳法;浦口史寛;都築俊宏;納富良文;田村友範;篠田一也;松本琢磨;石川遼子;鹿野良平; Quintero Noda C.;永田伸一;一本潔
• 通讯作者: 一本潔

SUNRISE-3大気球太陽観測実験:近赤外線偏光分光装置SCIP-射場での飛翔前全体試験-

SUNRISE-3大气气球太阳观测实验：近红外偏振光谱仪SCIP-发射场飞行前测试-

• 发表时间: 2023
• 作者: 川畑佑典;勝川行雄;久保雅仁;大場崇義;松本琢磨;石川遼太郎;原弘久;J. Blanco Rodriguez;D. Hernandez Exposito;A. Sanchez Gomez;M. Balaguer Jimenez;D. Orozco Suarez;J. C. del Toro Iniesta;F. Andres Iglesias;J. S. Castellanos Duran;T. Riethmuler;A. Feller;A. Gandorfer;A. Korpi-Lagg;S. Sola
• 通讯作者: S. Sola

SUNRISE-3 大気球太陽観測実験: 偏光分光観測装置用スキャンミラー機構の開発

SUNRISE-3气球太阳观测实验：偏振光谱仪观测装置扫描镜机构的研制

• 发表时间: 2021
• 期刊: 宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 大気球研究報告
• 作者: 大場崇義;清水敏文;勝川行雄;久保雅仁;田村友範;篠田一也;納富良文;浦口史寛;都築俊宏;原弘久;小出来一秀;Solanki Sami K.;del Toro Iniesta Jose Carlos
• 通讯作者: del Toro Iniesta Jose Carlos