「ひので」からSolar-Cへ

今、太陽がおもしろい！

常田佐久 (国立天文台)
S l C WG
Solar-C1

太陽： ひので」前
太陽：「ひので」前

Rutten R
Rutten,R., ASP
ASP-CS,CS 184
184, 181
181, 19992太陽：ひので後ダイナモ、乱流、波動、リコネクション

遅い太陽の源

黒点の輝点
半暗部いろいろ
超音速下降流磁気ロープ：彩層を抜けコロナに
磁気ロープの浮上
磁気ロ
プの浮上
ユビキタスな
ビキタスな
短寿命水平磁場

コロナの輝線の膨らみ 3

ひので査読付き論文３９２編(2007/11~2010/12/2）// / ）
第一著者所属研究機関国籍分布（絶対数）
SwitzlandBrazilSlovakia
GreeceNetherlands
Austlaria
Austria
Russia
Korea
India
China
Czech
IrelandGermany
Belgium
Italy
FranceSpain
NorwayUKUSAJapan

010101011
011
010
0120204 22 4813 8614
3 401020111
0 10
6100101
11 3 1103 5
3 3 6 62120
5121420
23
020

2007
2008
20092010

衛星打上 2006年9月
2007年
63編
2008年
年
97編(0.27)
編()
2009年 111編(0.31)
2010年 119編(0.35)（～12月2日）
合計
392編(下条による調査）
735
2340

35
1343

1860

80

100

120140回転するガス球にすぎない太陽が強い磁場を持っている！
磁場を持る

回転
対流
⇒差動回転⇒ダイナモ⇒磁場⇒彩層・コロナ加熱、太陽風加速
彩層熱、 陽風5宇宙からの太陽観測は１９８１年よりＩＳＡＳが主導し続けている
ようこう/SOLAR-A（1991–2001）

太陽物理における未解決問題•太陽の内部構造と磁場の起源（ダイナモ）
フレア コロナ観測
フレア、コロナ観測>0.1 keV)•彩層とコロナの加熱とダイナミズム
彩層
加熱 ダX線、γ線 (Eズ
ひので/SOLAR-B（2006–）
ＳＯＬＡＲ－Ｃ ２案の同時検討•A案（太陽極域探査ミッション）
ＳＯＬＡＲ－Ｃ
２０１８年度B案（高分解能偏光分光観測ミッション）•B案（高分解能偏光分光観測ミッション）

ひのとり/ASTRO-A（1981–1982）
フレア観測
X線、γ線線、γ線 ((E >10 keV))

打ち上げ希望光球、彩層、遷移層、コロナ、フレア
6可視光、極紫外線、X線

太陽極域：ダイナモに重要なポロイダル磁場が見える、子午面還流の沈み込み場所、高速太陽風の源

2018

40deg

2020

Solar Max.

30d30deg

2025

SOLAR-C
Ecliptic plane-30deg-40degSunEarthSOLAR-C
A案衛星

太陽電池パネル

ハイゲインアンテナ
望遠鏡
太陽センサ

1.5 m

1.5 m

Star sensor
1.2 m

イオンエンジン
μ20
2.0 m「はやぶさ」 のイオンエンジン・
惑星間航行技術を活用

太陽内部の流れ場とシア ダイナモのとシア：ダイナモの理解に重要な情報

子午面還流

極域の子午面還流(想像図）
20m/s-20m/sNorth Pole-60 deg

緯度60 deg

9South Pole

太陽内部の角速度分布

差動回転の捩れ振動極域磁場：「ひので」で片鱗、部分的にしか見えない

1.2kG-1.2kG

10

A案：未踏の太陽極域俯瞰観測• 黄道面を離脱し（目標４0度）、地球からは観測できない太陽極域を俯瞰的に観測する• 主観測機器のドップライメジャーの他にコロナ・ヘリオスフィア観測機器を搭載– 軌道設計/搭載機器の最適化により、ESA
軌道設計/搭載機器の最適化により ESA Solar orbiter
orbiter,NASA Solar Probe+と差別化• 極地方の対流層全域の角速度分布マップを完成• 時間変動する子午面還流はどこで沈み込むか？
• 差動回転の捩れ振動は極域でどう見えるか？
• 太陽ダイナモ機構解明のための基礎的観測
11

Solar‐C Ｂ案 可視からＥＵＶまでの分光衛星
Focal‐Plane Package
for UV‐Vis‐NIR Tel.

口径1‐1.5m
口径1‐15m
UV‐Vis‐NIR望遠鏡
X線望遠鏡~6 7 m~6.7~3 5 m~3.5
Focal‐PlanePackage

X‐ray

S/C
Bus

UV/EUV 撮像分光器

UV‐Vis‐NIR

UV/EUV「ひので」の可視光望遠鏡、高度安定化バス・姿勢制御技術を最大限活用

HII‐A
5S Fairing

13

ひので最大の発見：彩層のダイナミズム(作成:勝川行雄さん）

14

2006 Dec 17 20:00-21:00 UT CaII H broad band filter images taken with Hinode/SOTB案：Solar-Cによる太陽大気全域の高分解能 分光観測
高分解能・分光観測
ひのでは撮像ミッション
100万遷移層

大注目領域：彩層で何が密 度

温 度

温度起きているのか？
・コロナの10倍の加熱に倍 加熱より維持されている
・「ひので」による多様な動的現象の発見(K)・コロナ加熱の理解には、コロナ光球のインター
コ
ナ光球のインタフェースである彩層・遷移層の理解が本質であるとの認識が急速に台頭。

光 球

彩Gバンド

CaII H線層

コロナ
ナ

温 度

SOLAR-Ｃによる分光診断の領域
SOによる分光診断の領域
密 度

温度最低層
高さ (km)15

B案：撮像から本格分光へ「ひので」は高分解能＋分光の威力を見せつけた• 彩層・コロナの加熱・加速、太陽風の加速機構の鍵を握るの
速
速 構 鍵
は、微細スケールの磁場とプラズマの相互作用にある– 微細構造にある物理が太陽全体とヘリオスフェイアに至る大局的現微細構造にある物理が太陽全体とヘリオスフ イアに至る大局的現象を決める• エネルギー源の光球から、散逸場所の彩層・コロナの全域をネルギ 源の光球から、散逸場所の彩層ナの全域を隙間なく（「ひので」はすきまだらけ）磁場と速度場の高分解能（空間・時間）、高Ｓ／Ｎ観測を実施。必要な解像度は、
filling factorの観測から、0.1-0.5秒角にあり、ひのでの成果観測から秒角 あり
成果をもとに技術的に到達可能– 特に彩層の時間変化は早く磁場も弱いため、その観測はほとんどさ
特に彩層の時間変化は早く磁場も弱いため その観測はほとんどされていない

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ロードマップ2010‐2030
2010

HINODE2006 Sep. 23

2020
Solar maximum

CY
Solar maximum

M
MDR
SRR
S

Established international
SOLAR-C sub-WG(Feb. 2009)

Projectj

B/C

JAXA

D

SOLAR-DInterim Report

Pre-A

Mission proposal

Sounding Rocket
Experiment with NASA

Launch (FY 201 February)

CDRCA

Pre-A

PDR

WG Activities

SDRS

SOLAR-CP
Pre
Project
P

Phase 1 Initial analysis and discovery
max. observations
Phase 2 New development from solar max
Phase 3 New view with cycle-long observations

CLASP

Kickoff(Nov. 2008)

Launch (summer 2014)

Launch (CY 2028)
A

B/C

D

Pre-A:Pre
A: Pre-Phase-A
Pre Phase A (WG activities)
A: Phase-A (R&D)
B/C: Phase-B/C (PM phase)
D: Phase-D (FM phase)現在の極大期

太陽黒太
黒点数

マウンダー
極小期

ダルルトン極小小期

太陽は活動の停滞期に入ろうとしている
千載 遇の観測チャンス
千載一遇の観測チャンス
次の極大2013年後半、黒点数７５以下か？

1800年頃のダルトン極小期あたりは、小氷期として、20世紀後期に比べて約0.6度寒冷化していた。
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国際的状況
• ＮＡＳＡ本部はＳＯＬＡＲ－Ｃに極めて好意的
本部は
極め 好意的– ＮＡＳＡと共同作業部会（JSSAC)を設置– 米国decadal surveyに対応中• ESA Cosmic vision‐IIに応募• 英文中間報告書取りまとめ年度内発行• Ａ案・Ｂ案とも米国・欧州では実施しにくい– Ａ案：イオンエンジン技術– Ｂ案：高空間分解能大型望遠鏡技術・画像安定化技術
Ｂ案 高空間分解能大型望遠鏡技術 画像安定化技術– Solar orbter, Solar probe+と言った違う路線をＮＡＳＡ,ＥＳＡが取っており今後１０年近く軌道修正できない

Ａ案・Ｂ案の決定について• 評価の軸評価 軸– サイエンス（明快なdiscovery spaceの提示）– コスト– 主要観測機器１台の国内開発による技術的蓄積– リスク– ＮＡＳＡ，ＥＳＡとの国際的分担の整合性– これまでの日本のミッションとの継続性と新規性– 日本人の主著者の主要論文が多数でるか？

• ２０１１年度にＩＳＡＳより衛星公募のある場合、２０１
年度初頭に 案にプライオリテ を付ける予定
１年度初頭に２案にプライオリテーを付ける予定
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