第3回「太陽地球環境データ解析に基づく超高層大気の空間・時間変動の解明」

国立天文台太陽観測所の観測状況と、IUGONETメタデータ登録進捗状況
森田 諭, 末松芳法、花岡庸一郎, 桜井 隆 (国立天文台)、荒井武彦 (宇宙研)国立天文台太陽観測所の観測状況(2015年後半~2016年度近況)

国立天文台 太陽観測所 太陽フレア望遠鏡
 1988年~
対物口径 20cm x2(T1,T4), 15cm x2(T2)現在の構成は• T1 – Hα太陽全面観測 6302.8Å/0.25Å Lyot filter 2k x 2k pix CCD-> 2k x 2k pix sCMOS (2015.6.1 ~)• T2 - 赤外偏光分光へリオグラム
 He I – 10830Å (彩層) Si I – 10827Å (光球) Fe I − 15648Å (光球: high Zeemansensitive) 回転波長板 640x512 pix InGaAs, 270 (50) fps. X2(2波長同時観測: 2015.5.20. ~)• T3 - 観測休止(観測装置室をT2で使用)• T4 – G-band(~4305Å) 及び 連続光(5300Å) 2k x 2k pix CMOS camera, 30(10) fps
 Ca II K(3933Å)光路追加(2015.7.10 ~)SFT T1 (Hα太陽彩層全面観測)カメラ変更 (2015.6.1.~)• 左: 2k x 2k interline 型 CCD (~2015.5.31.): Smear と呼ばれる電荷転送中の露光が見える。
• 右: 2k x 2k sCMOS (2015.6.1.~): Smear がなく、特殊な処理なしでコントラストが高い。
sCMOS は、電荷飽和時のリークもないので、プロミネンス用に長時間露光も可能。
• 取り外したCCDカメラは後述の T4 Ca II K 増設光路に使用。
• QL の他、fits 形式のデータも整備。IUGONET 登録予定。

国立天文台 太陽観測所
太陽全面彩層Hα 像旧システムとの比較
Hα中心波長

旧システム

Hα中心波長新システム

ドップラーグラム• 左: 口径4.5cm Hα自動フレアパトロール望遠鏡データ (1036x779 pix CCDカメラ) 登録済• 右: 口径15cm (対物絞りにて12.5cm) SFT T1 Hα望遠鏡データ (2000x2000 pix CCDカメラ)
新システム(右側: 2011-) ではドップラー成分も取得。京都大学附属天文台 SMART T1 と Data
coverage に於いて相補的 (天候、不調など) 。IUGONET 登録予定。

三鷹太陽望遠鏡 赤外偏光ポラリメータ• 国立天文台三鷹太陽フレア望遠鏡赤外ポラリメーター
FLC
赤外カメラ
現在は回転波長板
スリット

オフナー
光学系

グレーティング– 高速変調可能な (~kHz) 2枚の強誘電液
晶と直線偏光板->現在は回転波長版– 高速読み出しの赤外カメラ (最大 90 fps,InGaAs素子, 512×640 ピクセル)– エシェル型分光器– 近赤外での科学的に興味深い2つの波長域: He I 1.0830μm (彩層吸収線。光球吸収線 (Si I 1.0827μm) との同時観測が可能)、及び Fe I 1.5648μm (磁場感度の高い光球吸収線。近赤外波長との組み合わせにより、弱い磁場信号の高い検出能力を持つ) にて、フルストークススペクトルを取得する。

NAOJ SFT IrMag 10830Å 偏光分光観測データ例
He I
Si I

SFT 赤外分光ポラリメータ観測例
2波長同時観測

Mitaka SFT IR-Mag Si I 10827Å V/I(視線方向磁場強度マップ)

Mitaka SFT IR-Mag Fe I 15648Å V/I(視線方向磁場強度マップ)

SFT 赤外分光ポラリメータ観測例
2波長同時観測

Mitaka SFT IR-Mag He I 10830Å intensity

Mitaka SFT IR-Mag He I 10830Å V/I(視線方向磁場強度マップ)

赤外偏光ポラリメータ ２波長同時観測改修(改修:2015.2.23. – 2015.3.26; 調整: ~2015.5.19.)

赤外カメラ2

グレーティング
赤外カメラ1•••

今までは 10830Å近傍と15648Å近傍をグレーティングの傾きを切り替えて観測していた。
グレーティングによる分散後の２観測波長帯各位置にカメラを置くことにより同時観測。
この改修により、波長間での同時性が保たれ、波長毎での cadence が向上した(2倍)。

太陽フレア望遠鏡(SFT)赤外偏光分光装置(IrMag)
光軸再度改修 (2016年6月 ‒ 2016年10月)•

前年2015年度の改修にて、一部、仕様の取り扱いミスによる増設光路光軸の設計値との乖離があったので、本年度これを修正する改修をメーカーにて実行。上記非観測期間あり。

SFT T4 (G-band, 連続光)観測データ• 左: 4305Å CH分子吸収線 (G-band), 太陽光球上層に対応。 2k x 2k CMOS.
• 右: 5300Å 連続光 (Green), 太陽光球下部に対応。2k x 2k CMOS.
• 現在は生データ及び機器校正データのみ。適切な形式で太陽活動データベースに登録準備中。太陽活動データベースに登録完了後、IUGONET 経由にて QL, fits を公開予定。

SFT T4 (Ca II K)光路追加: 2015.7.10 -• 3933Å Ca II K 吸収線, 太陽彩層に対応。 2k x 2k CCD. フィルターグラム。
• Ca II は Hαに比べて温度上昇に敏感で、プラージュ(黒点外部の強磁場領域)が見やすい。
• 太陽データベースには、1917年〜1974 年までヘリオグラムの写真データがある。

国立天文台 太陽観測所 太陽活動データベース
太陽光球: 太陽全面白色光像
CCD 撮像 (現行システム)

黒点スケッチ

写真フィルム• 1918 年より開始。10太陽活動周期にわたる画像を蓄積。時代により、写真乾板、写真シートフィルム、CCD カメラ(1998-)を使用。IUGONETへは CCD データのメタデータを提供。QL のみ登録完了 (2010.1.1. – )国立天文台太陽観測所
IUGONETメタデータ登録進捗状況

Granule メタデータの日毎の登録状況• 日毎の観測、後処理の後、20:00JST頃、観測全データを太陽観測所HP太陽活動データベースに登録、公開。
• 22:30 JST に cron job にて以下の処理を実行
1. 観測データより情報を抽出、XML Schema ver. 1.04 準
拠の Granule メタデータを作成
2. ver. 1.04 準拠 validator を実行 -> 結果を管理者にメール送信
3. IUGONET git repository に、作成したGranule メタデータ
を push -> 結果はログファイルに (最近 push 出来ていなかった模様。気づかなかった。 git repository 変更？)

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (検索: Sun)

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (検索: Sun)

NAOJ 観測装置(同じ名前が並ぶ)

NAOJ 観測装置

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (検索: Sun+Chromosphere)

NAOJ 観測装置

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (検索: Sun+Chromosphere+Timespan)

NAOJ 観測装置

検索にかかる。Timespan も有効。Granule には (太陽は?) まだアクセスできない？

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (Map)

三鷹もある機器は一つのみ表示？

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (Mitaka flare patrol)

ところどころ情報が抜けている。当方の提供するメタデータの不備だと思う。

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (irmag_15648)

観測所の所在だと思い Earth.Surface を入れていたが、ここは Sun を入れるべきかもしれない (Sun という keyがあるのであれば、太陽面上に位置する観測所はありえないので、ここは観測対象を入れる？)

Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみて (XML)

DB上のものは、既に Ver. 2.2.6 に update されている

Granule のメタデータには (太陽は) まだアクセスできない？

現在進行中の作業及び方針•

太陽観測所では今年度初めに所長を含む人の異動があり、新体制での方針の一つとして、公開観測データのユーザーへのより良い浸透を掲げている。

•IUGONETへの協力も、その一つとして、太陽コミュニティーに対し紹介。QLだけではなく、数値データである fits のメタデータ提供を新所長は強く望んでいる。

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マンパワー不足は依然あるが、日毎のGranule作成に関しては、参照すべきfitsヘッダが既にあるので、メタデータの初期設計だけに影響。

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考えてみると、IUGONETに太陽観測データを提供する場合、エンドユーザー
は超高層大気の研究者。メタデータに国立天文台のオリジナリティーは必要なく、むしろ、同じく太陽観測データを提供する京大花山飛騨天文台のメタデータと極力似ている方がユーザーフレンドリー。

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よって、極力真似ることとする。マンパワー不足もこれにより回避。

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エンドユーザー向け情報の整備: SFT T1 Hα 望遠鏡で使用しているカメラには癖があり、機器校正処理がエンドユーザーには難しい。この情報を記した
Web page を整備している。

国立天文台太陽観測所公開データ
http://solarwww.mtk.nao.ac.jp/jp/database.html

赤: 現在 QL のみメタデータ公開

国立天文台太陽観測所公開データ
http://solarwww.mtk.nao.ac.jp/jp/database.html

赤: QL のみメタデータ公開
緑: QL+fits メタデータ公開準備中

まとめ
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国立天文台太陽観測所の優先課題の一つとして、Hα観測波長での当観測所主力望遠鏡である SFT T1 と、同観測装置数値データである fits 形式データのメターデータの IUGONET への登録を急いでいる。
Meta data DB Ver. 2.2.6. を使用してみた結果、当観測所太陽観測データに対しても、検索が有効に機能することを確認した。
一方で、当観測所の既に登録済みメタデータの中には、一部不備、ないし、DB として俯瞰した場合、一部適切ではないと思われる記述が散見された。
全体が良く整合するように修正したい。
上記作業の速やかな実行と、マンパワー不足を、同時にかつ高品質に解決するために、京大花山飛騨天文台のメタデータの形式を極力 adopt する。同グループは、IUGONET の唯一の太陽データ提供コアメンバーであり、適切。

他、 Meta data DB Ver. 2.2.6. 変更に伴う、git repository の変更など、わからない点がありますので、作業にあたり、 IUGONETコアグループの皆様のご協力をお願いいたします。