野辺山電波ヘリオグラフ（NoRH） 解析マニュアル

ver. 3.3
International Consortium for the Continued Operation of Nobeyama Radioheliograph2015 年 4 月 1 日

1

目次
1

Change Log

4

2

はじめに

4

3

解析ソフトを使うにはIDL を用いて解析する場合の準備 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IDL を用いないで解析する場合の準備 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

445

IDL による解析
4.1 SSW/IDL 立ち上げ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

データベース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6
6

3.1
3.2
4

4.2

4.3

4.2.1

観測時刻・観測ログ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.2

イベントリスト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
相関値 tcx データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6
7
7

4.3.2 相関値 tsx データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
画像データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

アーカイブに置いてある合成済画像 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88
9

時系列データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3.1
4.4

4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.5

4.6

4.7

画像合成の前処理 — 観測生データの転送 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
画像合成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

データ解析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10
10

4.5.1

画像読み込み・表示 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5.2
4.5.3
4.5.4

ビームパターン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10
10
11

4.5.5
4.5.6

SolarSoftware のマッププロシジャを使うには . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
輝度温度（Tb ）から放射束密度へ（Fν ）の変換 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11
11

4.5.7
4.5.8
4.5.9

円偏波率をもとめる . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
スペクトル分布をもとめる . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12
12
12

4.5.10 部分領域の光度曲線・円偏波率・スペクトル変動曲線 . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.11 光学的に薄い非熱ジャイロシンクロトロン放射 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.12 光学的に薄い熱制動放射 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13
13
14

具体的なデータ解析の例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1515

太陽面座標グリッド . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
画像に関する情報を得るには画像どうしのビームサイズをそろえる

4.6.1

イベント選択 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6.2
4.6.3
4.6.4

光度曲線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.6.5
4.6.6

偏波率分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

画像合成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
画像プロット . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15
16
16

スペクトルグラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18
18

4.6.7 データの解釈 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
その他 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7.1 生データを直接よみこむ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19
20
20

アンテナ・アンテナ組番号とアンテナ名との対応 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21
21

4.7.2
4.7.3

野辺山からみた太陽の位置を得るには

2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.7.4
5

SZ ファイルを自作するには . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IDL をつかわない解析

21
22

データベース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1
5.2

時系列データ・画像の解析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3

画像データ

22
22

5.3.1
5.3.2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NoRH データアーカイブに置いてある合成済画像 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
観測生データの転送 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22
22
22

5.3.3

画像合成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

画像合成プログラムの詳細

24

6.1
6.2

Hanaoka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Koshix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24
26

6.3
6.4

Fujiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
画像合成プログラムのコンパイル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27
29

A NoRH データ
A.1 NoRH の観測モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2 「スケジュール」とは . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31
31
31

A.3 生データ (ss17,ss34,se17,se34) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.4 SZ ファイル (sz00) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31
31

A.5 画像 (ifa,ifs,ifz,ipa,ips,ipz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.6 観測時刻情報 (info) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.7 右左偏波位相差 (rlphdif) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32
32
33

A.8 平均相関値 (tsa,tsz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.9 平均相関値ダイジェスト (tca,tcz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33
34

A.10 イベントリスト (eva,evz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.11 観測ログ (lob) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.12 太陽追跡情報 (track table) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34
34
35

B FITS ヘッダ
B.1 ヘッダー規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35
35

B.2 ヘッダーの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B.3 サブルーチンへの実装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37
39

6

C NoRH データアーカイブ匿名 FTP サイト

40

D 謝辞

40

3

1

Change Log• Version 2.3: 16 October 2001, written by Yokoyama, T.
• Version 3.3: 1 April, 2015, modiﬁed by Shimojo. M.

はじめに

2

このマニュアルは、名古屋大学 太陽地球環境研究所を中心とした ICCON (International Consortium for

the Continued Operation of Nobeyama Radioheliograph) が運用している電波ヘリオグラフ（NoRH）のデータ解析ためのマニュアルである（Nakajima et al. 1994; Nishio et al. 1994; Hanaoka et al. 1994）。具体的な内容構成は以下の通り。このパッケージを使用するための設定について第 2 節で、IDL による解析について第 3 節で、IDL を使わない解析について第 4 節で画像合成プログラムの詳細については第 5 節で述べる。付録では、NoRH データについての詳細を A 節でそこで用いられている FITS 形式ファイルのヘッダについて B 節でのべる。最後に国立天文台で運用している NoRH データアーカイブを C 節で紹介する。
このパッケージに関する質問や要望は以下に電子メールを送ってほしい。

norh-help[|-at-|]st4a.stelab.nagoya-u.ac.jp[|-at-|] = @解析ソフトを使うには

3

ここで紹介する電波ヘリオグラフ解析ソフトを使うには、以下の設定が必要である。

3.1

IDL を用いて解析する場合の準備(1) SolarSoftware のインストール「SolarSoftware（SSW）」をサブパッケージ「Radio/NoRH」を含めてインストールする。これ以外にも
Yohkoh/SXT を含めることを強く推奨する。これらのパッケージがインストールされていない場合はコン
ピュータ管理者に相談してほしい。
「SolarSoftware」の配布元は、http://www.lmsal.com/solarsoft/ である。このマニュアルでは SSW をインストールしたトップディレクトリを${SSW} と定義する。また NoRH
サブパッケージのトップディレクトリを${NORH}（通常は${SSW}/radio/norh）と定義する。

(2) NoRH データベースのインストール
国立天文台 NoRH データアーカイブ ftp://solar-pub.nao.ac.jp/pub/nsro/norh/dataからデータベースをコピーしてインストールする。${NORH}/data にインストールするのがデフォルト。

(3) 個人環境の設定
環境設定ファイル~/.cshrc 中でsetenv SSW SSW のディレクトリ1
setenv SSW INSTR ‘‘norh’’setenv NORH ${SSW}/radio/norhsource ${SSW}/gen/setup/setup.ssw
source ${NORH}/setup/setup.norh
を適当な箇所に書き加える。ただし環境変数${SSW} はサイトによって異なるので注意。また他の観測機器も同時解析する場合はsetenv SSW INSTR ‘‘norh sxt’’
1 SDAS では /ssw

4

などとする。ディスクスペースの都合などの理由からサイトによっては NoRH データベースをデフォルト（${NORH}/data）とは異なる場所にインストールしている場合がある2 。その際は、

setenv NORHDB NoRH データベースのディレクトリ
とする。

3.2

IDL を用いないで解析する場合の準備(1) NoRH ソフトウェアのインストール
NoRH ソフトウェアを展開する。展開する大元のディレクトリは任意である。このマニュアルではこのディレクトリを${NORH} と定義する。
(2) NoRH データベースのインストール
国立天文台 NoRH データアーカイブ ftp://solar-pub.nao.ac.jp/pub/nsro/norh/dataからデータベースをコピーしてインストールする。${NORH}/data にインストールするのがデフォルト。

(3) 個人環境の設定
環境設定ファイル~/.cshrc 中でsetenv NORH NoRH のディレクトリ3
source ${NORH}/setup/setup.norh
を適当な箇所に書き加える。ただし環境変数${NORH} はサイトによって異なるので注意。ディスクスペー
スの都合などの理由からサイトによっては NoRH データベースをデフォルト（${NORH}/data）とは異なる場所にインストールしている場合がある4 。その際は、

setenv NORHDB NoRH データベースのディレクトリ
とする。

2 SDAS ではデフォルトでよいので設定不要
3 SDAS では /nfs/nobeyama solar/pub/norh
4 SDAS ではデフォルトでよいので設定不要

54

IDL による解析

4.1

SSW/IDL 立ち上げ

この節で紹介する NoRH 用 IDL プロシジャはすべて SolarSoftware(SSW) に依存している。前節の設定を行った後実際に解析する際は SSW/IDL を立ち上げる。

unix% sswidl <CR>
SDAS で SSW/IDL を立ち上げる場合は、以下のコマンドを利用する。
unix% SSWidl <CR>

4.2

データベース

4.2.1

観測時刻・観測ログ

観測時刻についてはデータベースがある (’info’ データ：付録 A.6)。たとえば 1998 年 7 月 1 日 UT（から24 時間のあいだ）に取得した 17GHz 定常データ (1 秒積分) の観測スケジュールを表示するには
IDL> norh pr info,’1998-07-01’ <CR>
1998 年 7 月 1 日 UT から 7 月 3 日 UT までであればIDL> st time=’1998-07-01’ <CR>
IDL> ed time=’1998-07-03’ <CR>
IDL> norh pr info,st time,ed time <CR>
17GHz イベントデータ (50/100 ミリ秒積分) のリストを表示するには
IDL> norh pr info,st time,ed time,/event <CR>
34GHz イベントデータ (50/100 ミリ秒積分) のリストを表示するには
IDL> norh pr info,st time,ed time,/event,freq=34 <CR>とする。結果はStart(UT)
1998-06-30 22:45:22
1998-07-01 22:45:24

End
(UT)
06:44:56
06:44:57

Schedule

StFr

EdFr

980701980702

1
1

28775
28774

のようになる。出力 1 行あたり 1 スケジュール（付録 A.2）で、左から、スケジュールの開始時刻・終了時
刻・スケジュール ID・開始フレーム番号・終了フレーム番号である。また、観測ログ（付録 A.11）を同時に表示するには

IDL> norh pr info,st time,ed time,/log <CR>とする。先ほどのリストに加えて### 92/07/10*Delay offset table was cleared around 14h because
the online software bug was found.

と表示される。

4.2.2

イベントリストイベントについてはデータベースがある (’evx’ データ： 付録 A.10)。たとえば 1998 年 4 月 23 日 UT のイベントのリストを表示するには

IDL> norh pr evx,’1998-04-23’ <CR>
1998 年 4 月 23 日 UT から 4 月 27 日 UT までであればIDL> st time=’1998-04-23’ <CR>
IDL> ed time=’1998-04-27’ <CR>
6

IDL> norh pr evx,st time,ed time <CR>
34GHz のイベントを表示するには
IDL> norh pr evx,st time,ed time,freq=34 <CR>
相関値 0.015 (すなわち 1.5%) 以上のイベントのみの場合はIDL> norh pr evx,st time,ed time,criterion=0.015 <CR>
GOES クラス・活動領域 NOAA 番号なども同時に表示する場合は5
IDL> norh pr evx,st time,ed time,/goes <CR>
さらに「ようこう」硬 X 線望遠鏡のカウント数も同時に表示する場合は6
IDL> norh pr evx,st time,ed time,/goes,/hxt <CR>とする。結果はStart(UT)
1992-11-02 02:40:31
1992-11-05 06:06:44
1992-11-23 03:33:42

Peak
(UT)
02:49:18
06:20:41
04:31:07

End(UT)
03:40:30
06:39:59
06:37:18

Dur
(sec)
3599
1995
11016

Max Cor. / GOES NOAA Loca- / HXT(x 10^-4) /tion / Low Med1 Med2 High
1769 / X9.0
/ 5278 1500
210
30
171 / M2.0
/ 68
36
22
15
555 / C9.1 7347 S09W13 / 127510のようになる。

4.3

時系列データ

一日の観測が終了するとその日の相関値の時間変化のデータを収めたファイルが生データから自動作成される。これを元にして相関値のプロットを描ける。以下がその手順である。プロットされる量は、「電波ヘリオグラフの（短い基線長のものをのぞいた）アンテナ対群の信号相関値の平均値」である。フレアな
どの強い電波信号がやってくるとこの相関値も上昇することがわかっているので光度曲線の代用にできる（17GHz で相関値 1%ごとに 30 SFU ぐらい）。電波放射密度のほんとうの光度曲線を描くためには各時刻ごとの画像から放射密度を求める必要がある（4.5.6 参照）のでたいへんな計算量を要するのに対して相関値は直接観測量なのですぐにもとまるのでこちらで代用することが多い。また相関値は信号強度にあまりよらないので天候などの影響をうけにくいという利点もある。しかし、相関値は最大値 1 という上限をもっており、実際の電波フラックスが強くなるとかならずしも光度を反映しなくなることに注意する必要がある。

4.3.1

相関値 tcx データ

tcx データはメモリ占有量が少なくて軽いという利点がある (付録 A.9)。しかし偏波情報がない。読み込
むには、例えば 1998 年 4 月 20 日 JST の 17GHz であればIDL> norh rd tcx,’1998-4-20’,index,data <CR>とする。1998 年 4 月 23 日 JST から 4 月 27 日であれば、IDL> norh rd tcx,’1998-04-23’,’1998-04-27’,index,data <CR>とする。34GHz は、
IDL> norh rd tcx,’1998-4-20’,index,data,freq=34 <CR>とする。イベントモードは

IDL> norh rd tcx,’1998-04-23’,index,data,/event <CR>とする。また直接ファイルを指定してもよく

IDL> norh rd tcx,file,index,data <CR>
として読み込む。グラフ表示するには、

IDL> utplot,index,data <CR>とする。
5 ようこうソフト・データベースがインストールされていることが必要
6 ようこうソフト・データベースがインストールされていることが必要

7

4.3.2

相関値 tsx データ

tsx データは偏波情報をふくむ（17GHz のみ） (付録 A.8)。ただしデータ量が多く読み込むのに時間がかかる。例えば 1998 年 4 月 20 日 JST の 17GHz であればIDL> norh rd tsx,’1998-4-20’,index,data <CR>
として読み込む。1998 年 4 月 23 日 JST から 4 月 27 日であれば、IDL> norh rd tsx,’1998-04-23’,’1998-04-27’,index,data <CR>とする。34GHz は、
IDL> norh rd tsx,’1998-4-20’,index,cor,freq=34 <CR>とする。イベントモードは
IDL> norh rd tsx,’1998-04-23’,’1998-04-27’,index,data,/event <CR>とする。また直接ファイルを指定してもよく

IDL> norh rd tsx,file,index,data <CR>とする。グラフ表示するには、

IDL> utplot,index,data(0,*) <CR>
IDL> utplot,index,data(1,*) <CR>

; 17GHz 右円偏波成分; 17GHz 左円偏波成分

IDL> utplot,index,data <CR>

; 34GHz

4.4

画像データ

4.4.1

アーカイブに置いてある合成済画像

アーカイブ（第 C 節参照）ではいくらかの画像がすでに合成されて公開されている（表 1 参照）。まずはこれらを転送して解析するのをすすめる。
表 1: アーカイブに置いてある合成済画像
種類

周波数

合成プログラム

収録時期

収録ディレクトリ

10 分間隔

17GHz
17/34GHz

koshixkoshix/hanaoka

1998 年以後
1992 年 7 月以後

images/10minimages/daily

17/34GHz
17/34GHzhanaoka/fujiki
hanaoka

1992 年 6 月以後
1992 年 6 月以後

images/event
images/eventw

南中時 (3:00UT)イベント ∗
弱イベント∗*: ここでいう「イベント」は最高相関率が 1.5%以上のもの、「弱イベント」は最高相関率 0.5%以上 1.5%以
下のもの。

4.4.2

画像合成の前処理 — 観測生データの転送

画像合成するためには生データと SZ ファイルと（付録 A.3・A.4）をデータアーカイブ（付録 C）から手元のワークステーションにネットワーク経由で転送するという前処理が必要になる。以下がその方法である。

(1) 基本 — 等時間間隔で画像を作るための 17GHz 生データを転送する場合
例えば、UT 1997 年 4 月 20 日の 1 時 30 分から 3 時 30 分まで 600 秒おきの 17GHz の画像を作るのに必要な生データを転送する場合はIDL> st time=’1997-04-20 1:30:00’ <CR>
IDL> ed time=’1997-04-20 3:30:00’ <CR>

8

IDL> interval=600 <CR>
IDL> norh trans,st time,ed time,interval <CR>
(2) 任意時刻の 17GHz 生データを転送する場合
例えば、UT 1997 年 4 月 20 日の 1 時 30 分・1 時 40 分と 4 月 21 日の 2 時 00 分の 17GHz の画像を作るのに必要な生データを転送する場合はIDL> time=[’1997-04-20 1:30:00’,’1997-04-20 1:40:00’ ,’ 1997-4-21 2:00:00’] <CR>
IDL> norh trans,time <CR>
(3) 34GHz 生データ
34GHz の画像を作るのに必要な生データを転送する場合はIDL> norh trans,time,freq=34 <CR>
(4) イベントモード
イベントモード（50/100msec 積分）の画像を作るのに必要な生データを転送する場合はIDL> norh trans,time,/event <CR>

4.4.3

画像合成

画像合成プログラムは、Hanaoka・Koshix・Fujiki がある。それぞれのプログラムが対応するデータについては表 2 を参照のこと。また詳細については第 6 節参照。
注意！ 画像合成プログラムはすべて Fortran77（一部 90）で書かれている。この節で説明する IDL プロ
シジャは、これらの実行形式バイナリへの入力ファイルを生成したあとにコマンドを外部呼び出ししている。このソフトウェアパッケージには PC-Linux7 用のコンパイル済み実行形式バイナリが含まれているので PC-Linux 上では実行することができる。これ以外の計算機での使用には各自でのコンパイルが必要になる（商用数値計算ライブラリの購入が別途必要。第 5 節参照）。

(1) 基本 — 等時間間隔で
例えば、UT 1997 年 4 月 20 日の 1 時 30 分から 3 時 30 分まで 600 秒おきの 17GHz の画像を作る場合はIDL> st time=’1997-04-20 1:30:00’ <CR>
IDL> ed time=’1997-04-20 3:30:00’ <CR>
IDL> interval=600 <CR>
IDL> norh synth,st time,ed time,interval <CR>
PC-Linux 上で解析をしていれば、こうするとでローカルマシンでプログラムが走る。
(2) 任意時刻
フレアなど興味ある現象がおこったときなどに任意時刻・時間間隔の画像を描く場合がある。例えば、UT
1997 年 4 月 20 日の 1 時 30 分・1 時 40 分と 4 月 21 日の 2 時 00 分の 17GHz の画像を作る場合はIDL> time=[’1997-04-20 1:30:00’,’1997-04-20 1:40:00’,’ 1997-4-21 2:00:00’] <CR>
IDL> norh synth,time <CR>
(3) 34GHz
34GHz の画像合成をするには
IDL> norh synth,time,freq=34 <CR>とする8 。
(4) イベントモード
7 Intel x86 アーキテクチャーを使用した CPU 上で動いている Linux システム
8 34GHz 合成ができるのは現在 Hanaoka だけで、Koshix と Fujiki とは未対応である。

9

イベントモード（50/100msec 積分）の画像合成をするには

IDL> norh synth,time,/event <CR>とする。
(5) Koshix や Fujiki を使う
画像合成プログラムはデフォルトでは Hanaoka である。Koshix や Fujiki 9 を使うにはIDL> norh synth,time,prog=’koshix’ <CR>とする。

(6) 部分像を合成する
部分像を合成するには、視野中心の太陽面中心からのずれ (x,y) と視野（必ず正方形）とを指定する。ずれは、[1] 1 秒角 または [2] ピクセルを単位とする二通りの指定方法がある。ピクセルサイズについては表

2 を参照のこと。視野はピクセル単位で与える。プログラムごとに許容する視野があるので表 2 を参照のこと。
視野中心へ太陽中心から (-431,54) 秒角ずれた視野 (256×256) ピクセルの画像をつくるには

IDL> norh synth,time,cenfnl=[-431,54],size=256 <CR>
視野中心へ太陽中心から (100,-20) ピクセルずれた視野 (128×128) ピクセルの画像をつくるには

IDL> norh synth,time,cenunit=’pixel’,cenfnl=[100,-20],size=128 <CR>
(7) 指定した正確な時刻の画像を合成したいとき
デフォルトでは info データベース（付録 A.6 節）によって時刻とフレーム番号との対応を取得する。しかしこの方法では指定したものに対して 1 秒程度ずれた時刻の画像を合成してしまうことがある。これを100 ミリ秒精度でおこなうには tsx データベース（付録 A.8）を使う10 。その方法はIDL> norh synth,st time,ed time,interval,/usetsx <CR>

4.5

データ解析

4.5.1

画像読み込み・表示

ファイル（群）名を直接指定して IDL で画像を読み込んで解析する。。

IDL> norh rd img,file,index,data <CR>
これで輝度温度（単位 K）画像が配列 data に格納されて、構造体 index が生成される。画像表示は
IDL> stepper, data, norh get info(index) <CR>

4.5.2

ビームパターン

ビームパターン（半値の等高線; half power beam width [HPBW]）を画像に重ねて描くには

IDL> beam=norh beam(index) <CR>
IDL> ocontour,beam,levels=[0.5] <CR>

4.5.3

太陽面座標グリッド

表示した画像に太陽の緯度経度グリッドを重ね合わせるには

IDL> stepper, data(*,*,0), norh get info(index(0)) <CR>
IDL> norh grid, index(0) <CR>
9 Fujiki は部分像しか合成できないので視野中心座標の指定が別途必要。
10 info データベースは、観測スケジュールの開始時刻と終了時刻とだけを含んでいる。いっぽう tsx データベースはデータフレー

ム個々の時刻情報を含んでいる。

10

とする。画像上マウスカーソルで指定した位置の、太陽面座標（緯度経度）を求めるには

IDL> norh grid, index(0), /read out <CR>

4.5.4

画像に関する情報を得るには

画像の時刻（UT）を得るには

IDL> print,fmt tim(index) <CR>
画像の観測周波数を得るには
IDL> print,norh gt freq(index) <CR>
画像の偏波情報（R+L か R-L か）を得るには
IDL> print,norh gt polariz(index) <CR>
画像中心が、太陽中心を原点とした秒角単位の座標でどこにあるかを表示するには
IDL> print,norh gt imgcen(index) <CR>
画像のロール角（常にゼロ）を得るには

IDL> print,norh cen(index,roll=roll) <CR>
画像の積分時間を得るには

IDL> print,norh gt expdur(index) <CR>

4.5.5

SolarSoftware のマッププロシジャを使うには異なる観測機器で取得したデータを重ね合わせるには、D. Zarro 氏が SolarSoftware パッケージに提供しているマッププロシジャ(詳しくは http://orpheus.nascom.nasa.gov/~zarro/idl/maps.html) を用いるのが便利である。NoRH データをマップ形式に変換するには次のようにする。

IDL> norh index2map,index,data,map <CR>
IDL> plot map,map <CR>

4.5.6

輝度温度（Tb ）から放射束密度へ（Fν ）の変換

ヘリオグラフ画像は輝度温度（単位 K）の分布である。これを各ピクセルからやってくる輝度（単位SFU/sterad）に変換するには
IDL> fi=norh tb2flux(data,index,/intensity) <CR>
またある画像全体や部分領域からやってくる面積分した放射束密度（単位 SFU）を知るには次のようにする。画像全体からやってくる放射束密度であればIDL> fi=norh tb2flux(data,index) <CR>
部分領域 i0 ≤ i ≤ i1、j0 ≤ j ≤ j1 ピクセルの領域の放射を求めるには

IDL> box=[i0, i1, j0, j1] <CR>
IDL> fi=norh tb2flux(data,index,box=box) <CR>
部分領域指定は (x, y) 座標（太陽中心が原点で単位は秒角）でもよく、x0 ≤ x ≤ x1、y0 ≤ y ≤ y1 の領域の放射を求めるには

IDL> abox=[x0, x1, y0, y1] <CR>
IDL> fi=norh tb2flux(data,index,abox=abox) <CR>

11

4.5.7

円偏波率をもとめる

17GHz データについては (R+L) と (R–L) との画像の組合わせから円偏波率をもとめることができる。円
偏波率の画像は、放射メカニズムを判断したり、コロナ磁場強度を測定するのにつかう。定義は
(R−L)

rc ≡

(R−L)

Fν

Tb

Fν

Tb

=
(R+L)

(R+L)

最小が–1 （完全左円偏波）最大が+1 （完全右円偏波）。求め方はIDL> file=’./ipa990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexa,dataa <CR>
IDL> file=’./ips990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexs,datas <CR>
IDL> fi17=norh tb2flux(dataa,indexa,/intensity) <CR>
IDL> fv17=norh tb2flux(datas,indexs,/intensity) <CR>
IDL> norh polariz,indexa,fi17,indexs,fv17,indexp,pol,mvdp <CR>
pol が円偏波率 rc の分布画像。mvdp は得られた pol が有効なピクセルについては 1 が無効なピクセル（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。indexp は pol に対応するインデックス。
実際は、放射束密度に変換する過程を省いて輝度温度を用いてもよい（結果は同じになる）。

IDL> norh polariz,indexa,dataa,indexs,datas,indexp,pol,mvdp <CR>

4.5.8

画像どうしのビームサイズをそろえる

1995 年 10 月以後は、17 と 34GHz との 2 周波数で観測されている。これらの画像を同時に用いてスペク
トル解析をするためには画像どうしのビームの大きさをそろえる必要がある。以下のようにする。

IDL> norh rd img,file0,index0,data0 <CR>
IDL> norh rd img,file1,index1,data1 <CR>
IDL> norh convol,index1,index0,data0,index0c,data0c <CR>
norh convol は、index1 に対応するビームで data0 をたたみこむ。data0c のピクセルの大きさはビームと画像とで粗い方になる。同様に

IDL> norh convol,index0,index1,data1,index1c,data1c <CR>
こうしてできあがった data0c と data1c とはビームサイズが互いに等しくピクセルサイズも等しい（元の粗い方と等しい）。

4.5.9

スペクトル分布をもとめる

17GHz と 34GHz との画像の組合わせからスペクトル分布をもとめることができる。スペクトル画像は、
放射メカニズムを判断したり、非熱電子のべき指数を測定するのにつかう。求まる量は α で定義はFν ∝ ν αである。NoRH は 2 周波数で測定しているので実際はα=log (Fν34GHz /Fν17GHz )log (34GHz/17GHz)

としてもとめる。なおふたつの画像（17GHz と 34GHz と）は視野が一致していることが必要である。

IDL> file=’./ipa990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexa,dataa <CR>

12

IDL> file=’./ipz990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexz,dataz <CR>
IDL> fi17=norh tb2flux(dataa,indexa,/intensity) <CR>
IDL> fi34=norh tb2flux(dataz,indexz,/intensity) <CR>
IDL> norh convol,indexz,indexa,fi17,indexa c,fi17 c <CR>
IDL> norh convol,indexa,indexz,fi34,indexz c,fi34 c <CR>
IDL> norh alpha,indexa c,fi17 c,indexz c,fi34 c ,indexal,alpha,mvda <CR>
alpha がスペクトルべき指数 α の分布画像。mvda は得られた alpha が有効なピクセルについては 1 が無効なピクセル（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。indexal は alpha に対応するインデックス。

4.5.10部分領域の光度曲線・円偏波率・スペクトル変動曲線

連続した画像から、そのある空間部分の光度・円偏波率・スペクトルの時間変動曲線を得るには以下のようにする。

IDL> abox=[23,35,33,41] <CR>
IDL> fi17=norh tb2flux(dataa,indexa,abox=abox) <CR>
IDL> fv17=norh tb2flux(datas,indexs,abox=abox) <CR>
IDL> fi34=norh tb2flux(dataz,indexz,abox=abox) <CR>
IDL> norh polariz,indexa,fi17,indexs,fv17,indexp,polariz,mvdp <CR>
IDL> norh alpha,indexa,fi17,indexz,fi34,indexal,alpha,mvda <CR>
としてデータを作り、表示は、
IDL> utplot,indexp,polariz <CR>
IDL> utplot,indexal,alpha <CR>などとする。

4.5.11

光学的に薄い非熱ジャイロシンクロトロン放射

注意：改良についてのコメント歓迎。
放射領域物理量から放射を求めることができる。
Dulk (1985) の方法と Ramaty (1969) の方法とが用意されている。ここでは電子の分布関数が以下のようなものであると仮定している。
( )−δ
dN V (E)
E
=K
。
dE
E0

E は電子のエネルギー（keV）
・N V (E) はエネルギー E 以上の電子数（particles）。この分布はパラメータδ と E0 と K とによって記述されるが、K のかわりに N V (E0 ) = K/(δ − 1)/E0δ−1 を与える方が物理的な意味が明確になるのでそちらを実際は用いる。以下のプロシジャでは Dulk (1985) にならい、E0 = 10 keV
で固定している。

(a) 物理量から放射を求める
放射領域の、電子分布べき指数 δ・磁場強度（G）
・視線と磁場とのなす角度（度）、さらに（エネルギー

10keV 以上の）非熱電子数（個）を入力すると、放射束密度（SFU）・円偏波率が以下のように得られる。
Dulk (1985) の方法ではIDL> dulk gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc <CR>
注意：知りたい周波数 freq（GHz）も与えること。さらに放射源の大きさ（立体角であたえる。単位は13

sterad）をあたえると光学的厚さが求まる。
IDL> dulk gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc,omega,tau <CR>
同様に Ramaty (1969) の方法ではIDL> ramaty gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc <CR>
IDL> ramaty gysy,delta,bb,theta,nv,freq,fi,rc,omega,tau <CR>
注意：周波数 freq（GHz）は自動的に生成・出力される。

(b) 放射から物理量を求める
Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて、放射から放射領域物理量を求めることができる。
2 周波数（17 と 34GHz）分の放射束密度の強度（I 成分）からは電子分布べき指数がただちに求められる。
IDL> norh alpha,indexa,fi17,indexz,fi34 ,indexal,alpha,mvda <CR>
IDL> norh alpha2delta,alpha,delta <CR>
電波ヘリオグラフではこれに加えて 17GHz の円偏波（V 成分）のデータがあるのでこれを用いて物理量を得ることができる。ただし、得るべき物理量 3 つ（磁場強度・視線と磁場とのなす角度・非熱電子数）のう
ちどれかひとつを仮定しなければならない。

IDL> norh gysy inv,fi17,fi34,delta,fv17,thetain,bb,nv,/assumetheta <CR>
IDL> norh gysy inv,fi17,fi34,delta,fv17,bbin,nv,theta,/assumebb <CR>
IDL> norh gysy inv,fi17,fi34,delta,fv17,nvin,theta,bb,/assumenv <CR>
さらに放射源の大きさ（立体角であたえる。単位は sterad）をあたえると光学的厚さが求まる。
IDL> norh gysy inv,fi17,fi34,delta,fv17,thetain,bb,nv,/assumetheta ,omega,tau <CR>
IDL> norh gysy inv,fi17,fi34,delta,fv17,bbin,nv,theta,/assumebb ,omega,tau <CR>
IDL> norh gysy inv,fi17,fi34,delta,fv17,nvin,theta,bb,/assumenv ,omega,tau <CR>
注意：画像の場合は事前にビームサイズをそろえること（4.5.8 節参照）。

4.5.12

光学的に薄い熱制動放射

注意：改良についてのコメント歓迎。

(a) 物理量から放射を求める
Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて、放射領域物理量から放射を求めることができる。
放射領域の電子温度（K）
・視線方向磁場強度（G）
・ボリュームエミッションメジャ（cm−3 ）を入力すると、放射束密度（SFU）
・円偏波率が以下のように得られる。

IDL> dulk frfr,te,b loc,vem,freq,fi,rc <CR>
さらに放射源のサイズ（sterad）をあたえると光学的厚みも得られる。
IDL> dulk frfr,te,b loc,vem,freq,fi,rc,omega,tau <CR>(b) 放射から物理量を求める
Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて、放射から放射領域物理量を求めることができる。
√
17GHz 放射束密度の I 成分・V 成分をあたえると、視線方向磁場と V EM/ Te （V EM はボリュームエ
ミッションメジャ・Te は電子温度）とが求まる。

IDL> norh frfr inv,freq,fi,fv,b los,vem over sqrtte <CR>
電子温度かボリュームエミッションメジャを仮定するともう一方が求まる。

IDL> norh frfr inv,freq,fi,fv,b los,tein,vem,/assumete <CR>
IDL> norh frfr inv,freq,fi,fv,b los,vemin,te,/assumevem <CR>
さらに放射源の大きさ（立体角であたえる。単位は sterad）をあたえると光学的厚さが求まる。

IDL> norh frfr inv,freq,fi,fv,b los,tein,vem,/assumete,omega,tau <CR>
IDL> norh frfr inv,freq,fi,fv,b los,vemin,te,/assumevem,omega,tau <CR>14

0.1000

0.01000.00100.0001
00:00

02:00
04:00
Start Time (27-Aug-99 22:30:21)

06:00

図 1: 光度曲線（相関値プロット）

4.6

具体的なデータ解析の例

この節では解析の例を記す。

4.6.1

イベント選択重要なイベントについては、電波ヘリオグラフのウェブサイトに紹介されている。まずはそこをみて概要をつかむのがのぞましい。URL は

http://solar.nro.nao.ac.jp/norh/

4.6.2

光度曲線

イベントを選びだしたら、光度曲線をみてみよう。電波ヘリオグラフでは、「相関値」とよばれる量のプ
ロットを電波放射密度の光度曲線の代用とするのが便利である。よみこみとプロットは以下のようにする（図 1）。

IDL> norh rd tcx,’1999-8-28’,index,data <CR>
IDL> utplot,index,data,/ylog <CR>
こうしてプロットされる量は「電波ヘリオグラフの（短い基線長のものをのぞいた）アンテナ対群の信号相関値の平均値」である。フレアなどの強い電波信号がやってくるとこの相関値も上昇することがわかっているので光度曲線の代用にできる（17GHz で相関値 1%ごとに 30 SFU ぐらい）。電波放射密度のほんとうの光度曲線を描くためには、各時刻ごとの画像から放射密度を求める必要がある（4.5.6 参照）のでたいへんな計算量を要するのに対して、相関値は直接観測量なのですぐにもとまるのでこちらで代用することが多い。また相関値は信号強度にあまりよらないので天候などの影響をうけにくいという利点もある。しかし、相関値は最大値 1 という上限をもっており、実際の電波フラックスが強くなるとかならずしも光度を反映しなくなることに注意する必要がある。

15

4.6.3

画像合成

次に選びだしたイベントについて画像合成をしよう。そのまえに、重要なフレアについてはたいていすでに合成された画像のファイルが用意されていることが多いのでまずはそちらをしらべてほしい。ファイル
は、FTP サーバ ftp://solar-pub.nao.ac.jp/pub/nsro/norh/images あるいは NoRH ウェブページからもたどれる11 。
さて、それでも「自分で合成する」という人は次のふたつのコマンドを実行する。ここではさきほどの光度曲線にみられたイベントのピーク付近の時刻の像を 1 枚合成してみる。

IDL> norh trans,[’1999-8-28 0:56:42’]<CR>
IDL> norh synth,[’1999-8-28 0:56:42’]<CR>
前者は、生観測データ（ss17990828... とか sz00990828... とかいう名前のファイル。 Fourier 成分が入っている）を野辺山テープアーカイブからカレントディレクトリに転送する作業である。転送量やネッ
トワーク状態にもよるが数分程度かかる。ここで「No such file or directory.」という警告メッセー
ジがでることがあるが無視してよい。転送がうまくいったらカレントディレクトリに ss17990828027（約16Mbyte）、sz00990828001（約 200byte）というファイルができるはずである。そして上の二つ目のコマ
ンドが実際の画像合成であり、画像 1 枚あたり数十秒から数分程度かかる。実行するとカレントディレクト
リに ifa990828 005642、ifs990828 005642 という二つのファイルができる。これが画像を含んだ FITS
フォーマットのファイルで前者が (R+L) 成分、後者が (R–L) 成分である。スペクトル解析をおこなうためには同時刻の 34GHz の画像もつくろう。

IDL> norh trans,[’1999-8-28 0:56:42’],freq=34<CR>
IDL> norh synth,[’1999-8-28 0:56:42’],freq=34<CR>
同様に生観測データ（ss34990828...、sz00990828... など）が転送されて ifz990828 005642 というファイルが合成される。 34GHz は (R+L) 成分しかない。

4.6.4

画像プロット

つぎに画像を実際に表示してみよう。すでに合成された画像をつかうことにする。ファイルは ipa990828 005642
をつかう。このなかには「画像・部分像・17GHz の (R+L)・1999 年 8 月 28 日 00:56:42UT」のデータが入っている。よみこみ表示は

IDL> file=’./ipa990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexa,dataa <CR>
IDL> stepper,dataa,norh get info(indexa) <CR>
IDL> norh grid,indexa <CR>
簡易表示は（図 2）

IDL> norh plot,indexa,dataa <CR>
表示されるデータの単位は、「輝度温度 (K)」である。太陽の北が上。
他波長と重ね合わせるにはマップ形式に変更するのがよい。

IDL> norh index2map,indexa,dataa,mapa <CR>
IDL> plot map,mapa,/cont,/grid <CR>
IDL> beam=norh beam(indexa,xbeam=xbeam) <CR>
IDL> contour,beam,!x.crange(0)+xbeam,!y.crange(0)+xbeam,/over,levels=[0.5] <CR>

11 SDAS ではディレクトリ/nfs/nobeyama solar/pub/norh/images 以下にある

16

NoRH 17GHz r+l 28-Aug-1999 00:56:43.232 UT
-400

beam

Pol(%)= -32768 -32768

Y (arcsecs)

-450

-500

-550

-600

1.e4 1.e5 1.e6 1.e7 1.e8
100

150

200
X (arcsecs)

250

300

図 2: 17GHz (R+L) 画像

NoRH 17GHz r+l 28-Aug-1999 00:56:43.232 UT
-400

beam

Pol(%)= 10 30 50 70 90

Y (arcsecs)

-450

-500

-550

-600

1.e4 1.e5 1.e6 1.e7 1.e8
100

150

200
X (arcsecs)

250

図 3: 17GHz 円偏波率画像

17

300

4.6.5偏波率分布17GHz データについては (R+L) と (R–L) との画像の組合わせから円偏波率をもとめることができる。定
義は
(R−L)

rc ≡

(R−L)

Fν

Tb

Fν

Tb

=
(R+L)

(R+L)

最小が–1 （完全左円偏波）最大が+1 （完全右円偏波）。円偏波率の画像は、放射メカニズムを判断したり、コロナ磁場強度を測定するのにつかう。作り方は以下のとおり。

IDL> file=’./ips990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexs,datas <CR>
IDL> fi17=norh tb2flux(dataa,indexa,/intensity) <CR>
IDL> fv17=norh tb2flux(datas,indexs,/intensity) <CR>
IDL> norh polariz,indexa,fi17,indexs,fv17,indexp,pol,mvdp <CR>
pol が円偏波率 rc の分布画像。mvdp は得られた pol が有効なピクセルについては 1 が無効なピクセル（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。indexp は pol に対応するインデックス。
簡易表示は（図 3）
IDL> norh plot,indexa,dataa,indexp,pol,mvdp <CR>
他波長と重ね合わせるにはマップ形式に変更するのがよい（図 3）。
IDL> norh index2map,indexp,pol*mvdp,mappol <CR>
IDL> plot map,mappol,/cont,levels=[-0.8,-0.4,-0.2,0.2,0.4,0.8] <CR>

4.6.6

スペクトルグラム

17GHz と 34GHz との画像の組合わせからスペクトル分布をもとめることができる。求まる量は α で定義はFν ∝ ν αである。NoRH は 2 周波数で測定しているので実際はα=log (Fν34GHz /Fν17GHz )log (34GHz/17GHz)

としてもとめる。スペクトル画像は、放射メカニズムを判断したり、非熱電子のべき指数を測定するのにつかう。

IDL> file=’./ipz990828 005642’ <CR>
IDL> norh rd img,file,indexz,dataz <CR>
IDL> fi34=norh tb2flux(dataz,indexz,/intensity) <CR>
次に 17GHz と 34GHz 画像とでビームサイズをそろえる。

IDL> norh convol,indexz,indexa,fi17,indexa c,fi17 c <CR>
IDL> norh convol,indexa,indexz,fi34,indexz c,fi34 c <CR>
なおプロシジャnorh convol は、画像間のビームサイズの違いを修正する作業をおこなっている。つまり17GHz 画像を 34GHz ビームでたたみこみ、34GHz 画像を 17GHz 画像でたたみこんでいる。そしてスペク
トル画像をもとめる。

IDL> norh alpha,indexa c,fi17 c,indexz c,fi34 c,indexal,alpha,mvda <CR>
alpha がスペクトルべき指数 α の分布画像。mvda は得られた alpha が有効なピクセルについては 1 が無効なピクセル（たとえば信号が弱いなどの理由で）についてはゼロがはいっている。indexal は alpha に対応するインデックス。簡易表示は（図 4）
IDL> norh plot alpha,indexal,alpha,mvda,indexp,pol,mvdp,indexa,dataa <CR>
18

NoRH alpha 28-Aug-1999 00:56:43.258 UT-400

Pol(%)= 10 30 50 70 90
Cont: Tb(17GHz)=1.e6

Y (arcsecs)

-450

-500

-550
delta=6

-600

5

4

-4
100

3

thin

thick

0

2

-2
150

200
X (arcsecs)

250

300

図 4: スペクトルグラム（グレースケール）、Tb17GHz = 1MK の等高線（太線）、偏波率等高線（細線）

他波長と重ね合わせるにはマップ形式に変更するのがよい。

IDL> norh index2map,indexal,alpha*mvda,mapalpha <CR>
IDL> plot map,mapalpha,dmin=-4,dmax=2 <CR>

4.6.7

データの解釈図 5 のチャート図にそって解釈する。物理量が得られるのは、「光学的に薄いシンクロトロン放射」か「光学的に薄い熱制動放射」である。Dulk (1985) の近似モデルにもとづいて放射領域の物理量と放射との対応関係を求めることができる。
「光学的に薄いシンクロトロン放射」であれば非熱電子のべき指数 δ がわかる。ここでは電子の分布関数が以下のようなものであると仮定している。

dN V (E)
=K
dE

(

E
E0

)−δ
。

E は電子のエネルギー（keV）
・N V (E) はエネルギー E 以上の電子数（particles）。この分布はパラメータδ と E0 と K とによって記述される。図 5 のチャート図で「光学的に薄いシンクロトロン放射」であることがわかったらあとは α から

δ = −1.1(α − 1.2)
として δ をもとめる。
「光学的に薄い熱制動放射」であればコロナ磁場の視線方向成分強度 B がわかる。図 5 のチャート図で「光学的に薄い熱制動放射」であることがわかったらあとは偏波率 rc から(r )c
B ≈ 30G
1%

19

Yes

偏波率強（数 10 ％ 以上）
・プリフレアで光る・黒点上空？

No
?
Yes

No

Tb17GHz > 1 MK ？

?
α>0

α≤0

α>0

α≈0

α<0

?

?

?

?
光学的に薄いシンクロトロン
非熱 δor
光学的に薄い
熱制動
コロナ B

?

?
ジャイロ
共鳴

?

光学的に厚いシンクロトロン

光学的に薄いシンクロトロン
非熱 δ

光学的に厚いシンクロトロン
or
光学的に厚い熱制動

光学的に薄いシンクロトロン
非熱 δ

図 5: スペクトル画像から放射メカニズムを解釈するチャート図
として B をもとめる。
たとえば図 4 については以下のように解釈できる。まず、(x, y) = (180, −520) 付近の強偏波源は「ジャイロ共鳴放射」であると予想される。可視光マグネトグラムを使って黒点の有無を調べることでこれを確認できる。つぎに Tb17GHz = 1MK の等高線（太線）をみるとそれよりも明るくて α < 0 な個所が「光学的に薄いシンクロトロン放射」であると解釈できる。ここの α から δ がすぐ計算できてループ状の構造の両端が真中よりも非熱電子のべき指数が「軟かい」ことがわかる。つぎに Tb17GHz < 1MK の領域であるがこのうち (x, y) = (270, −500) 付近は α ≈ 0 なので「光学的に薄いシンクロトロン放射」か「光学的に薄い熱制動放射」か区別がつかない。もし軟 X 線でこの個所が明るければおそらく「熱制動放射」でそうでなければ「シンクロトロン」であると予想される。前者であればコロナ磁場の視線方向成分強度が偏波率からもとめられる。それ以外の個所は α > 0 なので光学的に厚い放射で物理量の情報はえられない。

4.7

その他

4.7.1

生データを直接よみこむ

生データを直接よみこむ方法は

IDL> norh rd rdt,st time,ed time,rdata,header <CR>
デフォルトは 17GHz であるが 34GHz を読む場合はIDL> norh rd rdt,st time,ed time,rdata,header,freq=34 <CR>
ただし以上は${NORH}/rawd 以下に生データがインストールしてある場合である。ファイルを単独にコピーしてよみこむにはそのディレクトリを以下のように指定する。

IDL> norh rd rdt,st time,ed time,rdata,header,dir raw=’.’ <CR>
直接ファイル名を指定する場合はIDL> norh rd rdt17,file,rdata,header <CR>

20

IDL> norh rd rdt34,file,rdata,header <CR>とする。
データに対応する時刻（JST）を得るには
IDL> timej=norh rdt2timej(rdata) <CR>

4.7.2

アンテナ・アンテナ組番号とアンテナ名との対応

アンテナ番号に対応するアンテナ（84 基）の名前を得るには

IDL> antname=norh antnum2name(indgen(84)) <CR>
逆は
IDL> antnum=norh antname2num([’n15’,’w01’]) <CR>
相関（COR）データの各要素を指定するアンテナ組番号に対応するアンテナペア（84*83/2 組）の番号を得るには
IDL> ant=norh pair2ant(indgen(84*83/2)) <CR>
逆は
IDL> pair=norh ant2pair([0,28]) <CR>

4.7.3

野辺山からみた太陽の位置を得るには野辺山での太陽の位置、すなわち方位角（azimuth）
・仰角（elevation）を得るには

IDL> norh t2azel,time,az,el <CR>
単位はともに degree である。

4.7.4

SZ ファイルを自作するにはもし何らかの理由で SZ ファイルを自作しなければならない場合はIDL> norh mksz,date <CR>
NoRH アンテナが一部異常などで、画像合成の際にそのアンテナで取得したデータを使わないようにするための SZ ファイルは

IDL> norh mksz,date,[’n1’,’e10’] <CR>
この例ではアンテナ N01 と E10 とを不使用にしている。

21

IDL をつかわない解析

5

この節では、IDL をつかわないで C シェルなどの基本的な UNIX コマンドや天文学で標準的なソフト

IRAF や AIPS だけで行うデータ転送・画像合成について説明する。

5.1

データベース

観測時刻（info）
・観測ログ（lob）
・イベントリスト（evx）はいずれも ASCII テキストファイルでありエディターソフトなどで開いて直接読むことが可能である。それぞれの書式の詳細については付録 A 節参照
のこと。

5.2

時系列データ・画像の解析

アンテナ平均相関値の時系列データ（tcx・tsx）
・ 画像（ifx・ipx）はいずれも FITS 形式ファイルであり適当な天文データ解析ソフトウェア（IRAF・AIPS）で読んで表示することができる。

5.3

画像データ

5.3.1

NoRH データアーカイブに置いてある合成済画像

NoRH データアーカイブ（第 C 節参照）では合成されて公開されている（表 1 参照）。まずはこれらを転送して解析するのをすすめる。

5.3.2

観測生データの転送

手元のコンピュータで画像合成をするには、生データと、対応する日付の SZ ファイル（付録 A.3・A.4
節参照）とが必要である。これを転送するには norh trans コマンドを利用するのが便利である。このコマ
ンドは C シェルスクリプトで書かれているので UNIX 環境であればどこでも使える。また直接 SDAS の匿
名 FTP サーバにログインして手動で転送してもよい。

(1) norh trans を使って入力ファイル（例えば input）を適切に編集した後unix% norh trans input <CR>とする。生データとともに対応する日付の SZ ファイルも転送される。入力の書式はss17980214006
ss34980214006
ss17920812002 b
se17990216085759# 17GHz# 34GHz# スケジュール b# イベントのようにする。転送する生データ 1 ファイルに対して１行で、一日に複数スケジュールがあった日の定常データに対しては(生データファイル名) (スケジュール ID)とする。スケジュール・生データファイル名については付録 A 節参照のこと。

(2) 匿名 FTP サーバに直接はいって
unix% ftp solar-pub.nao.ac.jp <CR>
としてディレクトリ/pub/nsro/norh/raw 以下が NoRH の生データである。この場合対応する日付の SZファイルも忘れずに転送する。

22

5.3.3

画像合成

画像合成プログラムは、Hanaoka・Koshix・Fujiki がある。それぞれのプログラムが対応するデータについては表 2 を参照のこと。また詳細については第 6 節参照。
注意！ 画像合成プログラムはすべて Fortran77（一部 90）で書かれている。この節で説明する C シェ
ルスクリプトは、これらの実行形式バイナリを外部呼び出ししている。このソフトウェアパッケージには

PC-Linux 用のコンパイル済み実行形式バイナリが含まれているので PC-Linux では実行することができる。これ以外の計算機での使用には各自でのコンパイルが必要になる（商用数値計算ライブラリの購入が別途必要。第 6 節参照）。
画像合成するには norh synth コマンドを利用するのが便利である。入力ファイル（例えば input）を適切に編集した後

unix% norh synth input <CR>とする。入力の書式は画像合成プログラムごとに異なる。第 6 節を参照のこと。
デフォルト画像合成プログラムは Hanaoka で 17GHz であるが 34GHz の画像合成をするには

unix% norh synth -p hanaoka34 input <CR>
Fujiki を使うにはunix% norh synth -p fujiki17 input <CR>
Koshix を使うにはunix% norh synth -p koshix17 input <CR>
とする。

23

表 2: 画像合成プログラムのまとめ
対応データ [Yes/No]

ピクセルサイズ [arcsec]

17/34GHz定常/イベント

全面像/部分像

17GHz

34GHz

視野 [pixel]
17GHz 34GHz

Hanaoka
Koshix

Y/Y
Y/N

Y/Y
Y/Y

Y/Y
Y/Y

4.9
4.9

2.45
–

≤ 512
≤ 512

≤ 1024–

Fujiki

Y/N

Y/Y

–/Y

2.45

–

128

–

特徴

Hanaoka
Koshixフレアに向く。広がった成分は不向き

Fujikiコンパクトな電波源を高空間分解能で広がった低輝度成分に向く。フレアには不向き

画像合成プログラムの詳細

6

この節では NoRH 標準画像合成プログラム Hanaoka・Koshix・Fujiki について詳細に述べる (表 2)。PC-

Linux 上で動作する実行形式バイナリがこのパッケージには付属している。これ以外で実行するには各自でのコンパイルが必要になるがこれについては第 6.4 節を参照のこと（商用数値計算ライブラリの入手が別途
必要）。

6.1

Hanaoka

最も基本的な、太陽全面像におけるポイントソースのクリーンを行って像を作る。また、17/34GHz の両方に対応している。フレアのデータ解析において最初に全体像を把握するのに適している。一方、広がった
ソースには対応していない。
現在のバージョン
対応している計算機
対応しているデータ

ver. 6.2
PC-Linux, NEC/SX、NEC/EWS、Sun/Sparc
17GHz/34GHz、定常/イベントモード、全面像/部分像

ピクセルサイズ視野

4.9 arcsec/pixel (17GHz)、 2.45 arcsec/pixel (34GHz)
17GHz は 512 pixel(全面像) 以下 、34GHz は 1024 pixel(全面像) 以下

使用法

(1)
(2)

unix% hanaoka17 < input
unix% norh synth -p hanaoka17 input

(3)
(4)

IDL> norh synth,time,prog=’hanaoka’,freq=17
unix% hanaoka34 < input

(5)
(6)

unix% norh synth -p hanaoka34 input
IDL> norh synth,time,prog=’hanaoka’,freq=34

24

入力ファイル input の具体例
行番号は便宜上つけたもの。また (*) 印をつけたものは通常変更しなくてよい。
見本が${NORH}/soft/synthesis/hanaoka 以下に置いてある。

17GHz
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:

.
ss17980419
sz00980419001
512
1,0,0
1
3600
600
1
1
-0.5,-0.5
0.01; 出力ディレクトリ
; 生データファイル; SZ ファイル; 出力画像視野サイズ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ; 開始フレーム番号; 終了フレーム番号; フレーム間隔; *キャリブレーション積分フレーム数; *画像合成積分フレーム数; *CLEAN 終了判定値その１ (R+L),(R-L); *CLEAN 終了判定値その２

1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:

.
ss34980419
sz00980419001
1024
1,0,0
1
3600
600
1
1
-1
0.01

; 出力ディレクトリ
; 生データファイル; SZ ファイル; 出力画像視野サイズ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ; 開始フレーム番号; 終了フレーム番号; フレーム間隔; *キャリブレーション積分フレーム数; *画像合成積分フレーム数; *CLEAN 終了判定値その１; *CLEAN 終了判定値その２34GHz

入力ファイル input の詳しい内容（1 行め）出力ディレクトリ
（2 行め）生データファイル
定常モードデータの場合、生データのファイル名は ssFFYYMMDD### （FF は周波数で 17 か 34、###は 001 から 048 の番号）のようになっているが、ファイル番号の 3 桁の整数部分より前、すなわ
ち ssFFYYMMDD を書く。イベントモードデータの場合はファイル名を書く。
（3 行め）SZ ファイル生データに対応する日付の SZ ファイル名（4 行め）出力画像の視野ピクセル数
ここで指定したピクセル数を一辺とする正方形画像が出力される。17GHz の場合、もともと 512x512 画素
なので、512 とすると全画面、それ以下であれば部分像が切り出される。34GHz の場合は 1024x1024 が全面像。ピクセルサイズは 17GHz(34GHz) 画像は 4.9(2.45) 秒角。
（5 行め）出力画像中心の太陽中心からのずれ
最終的に太陽面中心をずらした画像を作りたい場合に値を入れる。単位は 1 のとき arcsec、2 のときピクセルである。ずらさない場合は 1,0,0 と入れるが、この場合太陽面中心と画像中心とが一致する ([1,1]-[512,512]の画像の場合、256 番目と 257 番目のピクセルの境界)。
（6 行め）像合成を行う最初のフレーム番号

0 を指定すると不等間隔のフレーム指定になる。
（7 行め）像合成を行う最後のフレーム番号
不等間隔のフレーム指定のときは像合成を行うフレームの数を入れる。

25

（8 行め）フレーム間隔
不等間隔のフレーム指定の時は像合成するフレームを並べて入力する。複数行にわたってもよい。
（9 行め）アンテナ位相利得計算の積分フレーム数（10 行め）画像合成を行うときの積分するフレーム数（11 行め）CLEAN の終了判定値 (の下限)
ダーティマップ上の最大値がこの値になるまで CLEAN が行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が 1 万度）。なお、次項の判定値の方が大きいときはそちらが採用される。正の数値の場合そのままの値が採用され、負の数値を与えると、その絶対値をディスクの明るさにかけた値が判定値となる。17GHz では、R+Lと R-L とにそれぞれ指定するが、通常-0.5 つまりディスクの明るさの半分まで CLEAN をするのが適当である。34GHz では、R+L のみで、通常-1 つまりディスクの明るさまで CLEAN するのが適当。
（12 行め）CLEAN の終了判定値を計算するファクター
このファクターはダーティマップ上の最大値に対してどこまで CLEAN するかを指定する。明るいソースが無いような場合は CLEAN 判定値が小さくなってしまうが、前項の判定値の方が大きい場合はそちらが採用される。通常 0.01 にしておくとサイドローブを CLEAN することはないが、やや S/N の悪い画像ではもう少し大きい方が安全である。

6.2

KoshixSteer アルゴリズムを用いて、広がったソースを含む低輝度のコンポーネントまでクリーンする。静穏領域やフィラメントの像合成に適しているが、フレア時の像合成には向いていない。
現在のバージョン
対応している計算機

ver. 6.2
PC-Linux, NEC/SX、NEC/EWS、Sun/Sparc

対応しているデータ

17GHz（34GHz は未対応）、定常/イベントモード、全面像/部分像
ピクセルサイズ
4.9 arcsec/pixel
視野
512 pixel(全面像) 以下

使用法

(1)

unix% koshix17 < input

(2)
(3)

unix% norh synth -p koshix17 input
IDL> norh synth,time,prog=’koshix’,freq=17

入力ファイル input の具体例
行番号は便宜上つけたもの。また (*) 印をつけたものは通常変更しなくてよい。
見本が${NORH}/soft/synthesis/koshix 以下に置いてある。

1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:

.
ss17980419
sz00980419001
512
1,0,0
1
3600
600
1
1
3000,3000; 出力ディレクトリ
; 生データファイル; SZ ファイル; 出力画像視野サイズ; 出力画像中心の太陽中心からのずれ; 開始フレーム番号; 終了フレーム番号; フレーム間隔; *キャリブレーション積分フレーム数; *画像合成積分フレーム数; *CLEAN 終了判定値 (R+L),(R-L)

26

（1 行め）出力ディレクトリ
（2 行め）生データファイル
定常モードデータの場合、生データのファイル名は ssFFYYMMDD### （FF は周波数で 17 か 34、###は 001 から 048 の番号）のようになっているが、ファイル番号の 3 桁の整数部分より前、すなわ
ち ssFFYYMMDD を書く。イベントモードデータの場合はファイル名を書く。
（3 行め）SZ ファイル生データに対応する日付の SZ ファイル名（4 行め）出力画像の視野ピクセル数
ここで指定したピクセル数を一辺とする正方形画像が出力される。17GHz の場合、もともと 512x512 画素
なので、512 とすると全画面、それ以下であれば部分像が切り出される。34GHz の場合は 1024x1024 が全面像。ピクセルサイズは 17GHz(34GHz) 画像は 4.9(2.45) 秒角。
（5 行め）出力画像中心の太陽中心からのずれ
最終的に太陽面中心をずらした画像を作りたい場合に値を入れる。単位は 1 のとき arcsec、2 のときピクセルである。ずらさない場合は 1,0,0 と入れるが、この場合太陽面中心と画像中心とが一致する ([1,1]-[512,512]の画像の場合、256 番目と 257 番目のピクセルの境界)。
（6 行め）像合成を行う最初のフレーム番号

0 を指定すると不等間隔のフレーム指定になる。
（7 行め）像合成を行う最後のフレーム番号
不等間隔のフレーム指定のときは像合成を行うフレームの数を入れる。
（8 行め）フレーム間隔
不等間隔のフレーム指定の時は像合成するフレームを並べて入力する。複数行にわたってもよい。
（9 行め）アンテナ位相利得計算の積分フレーム数（10 行め）画像合成を行うときの積分するフレーム数（11 行め）CLEAN の終了判定値
ダーティマップ上の最大値がこの値になるまで CLEAN が行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が 1 万度）。R+L と R-L とにそれぞれ指定する。

6.3

Fujiki

空間周波数が高い成分を強調することで、フレアなどのコンパクトなソースを細いビームで像合成する。
常に部分像を出力するので、あらかじめ太陽のどの部分に焦点を合わせて像合成を行うか決めておく必要がある。フレア中の画像を詳細に解析するのに適している。
現在のバージョン
対応している計算機
対応しているデータ

ver. 6.2
PC-Linux, NEC/SX、NEC/EWS、Sun/Sparc
17GHz（34GHz は未対応）、定常/イベントモード、部分像

ピクセルサイズ視野

2.45 arcsec/pixel
128 pixel 固定

使用法

(1)
(2)

unix% fujiki17 < input
unix% norh synth -p fujiki17 input(3)

IDL> norh synth,time,prog=’fujiki’,freq=1727

入力ファイル input の具体例
行番号は便宜上つけたもの。また (*) 印をつけたものは通常変更しなくてよい。
見本が${NORH}/soft/synthesis/fujiki 以下に置いてある。

1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:

.
ss17980419
sz00980419001
1,0,0
1
3600
600
1
1
10
1
1
10000,10000
10000,10000
0.01; 出力ディレクトリ
; 生データファイル; SZ ファイル; 出力画像中心の太陽中心からのずれ; 開始フレーム番号; 終了フレーム番号; フレーム間隔; *キャリブレーション積分フレーム数; *画像合成積分フレーム数; リファレンスフレーム; *リファレンスフレームのキャリブレーション積分時間; *リファレンスフレームの像合成積分時間; *CLEAN 終了判定値その１ (R+L),(R-L); *CLEAN 終了判定値その２ (R+L),(R-L); *CLEAN 終了判定値その３（1 行め）出力ディレクトリ
（2 行め）生データファイル
定常モードデータの場合、生データのファイル名は ssFFYYMMDD### （FF は周波数で 17 か 34、###は 001 から 048 の番号）のようになっているが、ファイル番号の 3 桁の整数部分より前、すなわ
ち ssFFYYMMDD を書く。イベントモードデータの場合はファイル名を書く。
（3 行め）SZ ファイル生データに対応する日付の SZ ファイル名（4 行め）出力画像中心の太陽中心からのずれ
最終的に太陽面中心をずらした画像を作りたい場合に値を入れる。単位は 1 のとき arcsec、2 のときピクセルである。ずらさない場合は 1,0,0 と入れるが、この場合太陽面中心と画像中心とが一致する。
（5 行め）像合成を行う最初のフレーム番号

0 を指定すると不等間隔のフレーム指定になる。
（6 行め）像合成を行う最後のフレーム番号
不等間隔のフレーム指定のときは像合成を行うフレームの数を入れる。
（7 行め）フレーム間隔
不等間隔のフレーム指定の時は像合成するフレームを並べて入力する。複数行にわたってもよい。
（8 行め）アンテナ位相利得計算の積分フレーム数（9 行め）画像合成を行うときの積分するフレーム数（10 行め）リファレンス画像のフレーム番号（11 行め）リファレンス画像合成を行うときのアンテナ位相利得計算の積分フレーム数（12 行め）リファレンス画像合成を行うときの積分するフレーム数（13 行め）CLEAN の終了判定値 (の下限)
ダーティマップ上の最大値がこの値になるまで第 1 段階の CLEAN が行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が 1 万度）。なお、15 行目の判定値の方が大きいときはそちらが採用される。 R+L と R-L とにそれぞれ指定する。
（14 行め）CLEAN の終了判定値 (の下限)
ダーティマップ上の最大値がこの値になるまで第 2 段階の CLEAN が行われる。単位は輝度温度（静穏太陽面が 1 万度）。なお、15 行目の判定値の方が大きいときはそちらが採用される。 R+L と R-L とにそれぞれ指定する。

28

（15 行め）CLEAN の終了判定値を計算するファクター
このファクターはダーティマップ上の最大値に対してどこまで CLEAN するかを指定する。明るいソースが無いような場合は CLEAN 判定値が小さくなってしまうが、前項の判定値の方が大きい場合はそちらが採用される。通常 0.01 にしておくとサイドローブを CLEAN することはないが、やや S/N の悪い画像ではもう少し大きい方が安全である。

6.4

画像合成プログラムのコンパイル

NoRH 画像合成プログラムは Fortran77（一部 90）で書かれている。PC-Linux 上で動作する実行形式バ
イナリがこのパッケージには付属している。これ以外で実行するには各自でのコンパイルが必要になるので以下に手順を説明する。なお商用数値計算ライブラリの取得が必要になる。以下の手順でコンパイルする。

(1) 数値計算ライブラリのインストール
以下の数値計算ライブラリをインストールする。

Fujitsu/SSLII
NEC/ASL

商用
商用

http://www.fujitsu.co.jp/
http://www.nec.co.jp/

NEC/ASL は、NEC/SX・NEC/EWS でのコンパイル時のみ必要。
(2) FITSIO ライブラリのインストール
FITS 形式ファイルの出入力ライブラリである FITSIO パッケージを取得してインストールする。
http://legacy.gsfc.nasa.gov/docs/software/fitsio/(3) HeliogLib のコンパイル。
${NORH}/soft/helioglib 以下の HeliogLib をコンパイルする。
(4) 画像合成プログラムのコンパイル。
${NORH}/soft/synthesis 以下の各プログラムをコンパイルする。

29

表 3: NoRH データ
接頭子

データ内容

ディレクトリss17,ss34
se17,se34

生データ（定常モード）

任意 [raw/steady]

生データ（イベントモード）

任意 [raw/event]sz00
ifa,ifs,ifr,iﬂ,ifz

SZ ファイル
全面画像

任意 [raw/steady,data/sz update]
任意 [images]

ipa,ips,ipr,ipl,ipz
info
rlphdif

部分画像

任意 [images]

観測時刻情報data/info
data/rlphdif

tsa,tsz
tca,tcz

平均相関値

eva,evz
lob
rep

イベントリスト[ ] : 国立天文台

右左偏波位相差data/tsx
平均相関値ダイジェスト（R+L のみ） data/tcx
観測ログ（アンテナ不調の情報など）
観測当番報告data/evx
data/lob
data/rep

NoRH データアーカイブ での置場所
表 4: ファイル名にもちいる略記

YYMM

西暦年号の末２桁

WW
DD

週

HH
MN
SS

時

LLL
###

ミリ秒

S

スケジュール ID

月
日
分
秒
通し番号
（時刻の早いものから”a”、”b”、、、。
一日に単一スケジュールの時は省略）

30

NoRH データ

A

この節では、NoRH データについて詳細を述べる (表 3)。表 4 の略記を用いる。

A.1

NoRH の観測モード

NoRH の観測モードは基本的には２つあり定常モードでは 1sec 積分でデータを記録する。観測データは600 フレームつまり 600sec 分ごとに分割したファイルとして記録され（付録 A.3）できた順番に通し番号がつけられる。いっぽうイベントモードでは 100msec 積分（1995 年 10 月の 2 周波化以前は 50msec 積分）
でデータを記録する。短時間スケールの信号変動 (ふつうはフレア) が受かったときにこのモードになる。
イベントモードでは 1 フレア 1 ファイルでフレアが開始した年月日時分秒で名付ける。

A.2「スケジュール」とはNoRH のひとつづきの観測単位は「スケジュール」とよばれる。原則として１日あたり１スケジュール
であるが、装置トラブルなどにより途中停止したりすると１日に複数のスケジュールがあったりする。スケジュール ID はこれらのスケジュールを区別するための名前であり「日付＋アルファベット 1 文字」である。１日に単一スケジュールしかない場合は「日付」のみである。たとえば 1992 年 7 月 10 日は単一スケジュールのみなのでスケジュール ID は 920710 で表される。また同年 7 月 12 日は２つスケジュールがあったので早い時刻から 920712a・920712b と名付ける。

A.3

生データ (ss17,ss34,se17,se34)

ファイル名
ss17YYMMDD###

ss34YYMMDD###
se17YYMMDDHHMNSS

定常モード 17GHz
定常モード 34GHz
イベントモード 17GHz

se34YYMMDDHHMNSS イベントモード 34GHzHHMNSS はデータの開始時刻。
作成単位
定常モードは 600 フレーム（10min）ごとに 1 ファイル。イベントモードはイベントごとに 1 ファイル。
置場所任意。国立天文台 NoRH データアーカイブでは raw。

A.4

SZ ファイル (sz00)

像合成の際に必要な以下のパラメータをいれたファイル。（１）野辺山の緯度経度と暦とから換算した太陽の位置情報。
［前日・当日・翌日各正午の視赤緯・時角・視半径・太陽軸の傾き・太陽中央緯度］（２）アン
テナの好不調［N01 から N28・E28 から E01・W01 から W28 の順で 0:像合成に使用、1:像合成に不使用］
ファイル名

sz00YYMMDD001
作成単位

1 日ごとに 1 ファイル。
置場所任意。国立天文台 NoRH データアーカイブでは raw/steady。また、アンテナ不調などが観測から数日以後に判明した場合は更新されるがそのファイルは data/sz update に置いてある。

31

画像 (ifa,ifs,ifz,ipa,ips,ipz)

A.5

画像をおさめた FITS フォーマットのファイル。FITS ヘッダの詳細な内容については付録 B 参照。デー
タの単位は輝度温度（静穏太陽面は 1 万度）。
ファイル名
定常モード

ifaYYMMDD HHMNSS
ifsYYMMDD HHMNSS
ifzYYMMDD HHMNSS
ipaYYMMDD HHMNSS

全面像

部分像

ipsYYMMDD HHMNSS
ipzYYMMDD HHMNSS

17GHz

(R+L)

34GHz
17GHz

(R−L)
(R+L)
(R+L)

34GHz

(R−L)
(R+L)

17GHz

(R+L)

34GHz

(R−L)
(R+L)

イベントモード

ifaYYMMDD HHMNSS.LLL

全面像

ifsYYMMDD HHMNSS.LLL
ifzYYMMDD HHMNSS.LLL
ipaYYMMDD HHMNSS.LLL
ipsYYMMDD HHMNSS.LLL
ipzYYMMDD HHMNSS.LLL

部分像

17GHz
34GHz

(R+L)
(R−L)
(R+L)

例

ifa981123 020533 全面像 17GHz R+L 定常 1998 年 11 月 23 日 2:5:33 UT
ipz981123 020533.824 部分像 34GHz R+L イベント 1998 年 11 月 23 日 2:5:33.824 UT
置場所
任意国立天文台 NoRH データアーカイブでは images 下に日毎画像・10 分毎画像・ イベント画像（最大
平均相関値 1.5%以上）が置いてある。

観測時刻情報 (info)

A.6

観測をおこなった開始・終了時刻・対応するデータフレーム番号・データを記録した CD-ROM のボリュー
ム名をおさめた ASCII テキストファイル。
ファイル名
infoYYMMs

infoYYMMe
作成単位

定常モード
イベントモード

月ごとに 1 ファイル。
置場所

data/info 下に置いてある。
内容例s99030108001 ss17990301001 990301 080023 140022 000001 021600 TRACK
s99030108001 sz00990301001
s99030108002 ss17990301037 990301 140023 151458 021601 026076 TRACK
s99030108002 ss34990301001 990301 080023 151458 000001 026076 TRACK
s99030108002 sl00990301001
s99030108002 sz00990301001

第 1・3・4 行が生データの記録である。この行の左の列から、マスター CD-ROM のボリューム番号、
一連のファイル群のうち先頭のものの名前、観測年月日、ファイルに対応する開始時刻 (JST)・終了時刻

32

(JST)・開始フレーム番号・終了番号・記録モード（TRACK は通常観測）。この例では、「1999 年 3 月 1
日の 8:00:23JST（フレーム番号 1 番）から 14:00:22JST（同 21600 番）までの 17GHz データがファイル
名 ss17990301001 から（ss17990301036 まで）として’s99030108001’ というボリューム名の CD-ROM に記録保管されている」、「同日の 14:00:23JST（フレーム番号 21601 番）から 15:14:58JST（同 26076 番）までの 17GHz データがファイル名 ss17990301037 から（ss17990301048 まで）として’s99030108002’ というボリューム名の CD-ROM に記録保管されている」また「同日のの 8:00:23JST（フレーム番号 1 番）から

15:14:58JST（同 26076 番）までの 34GHz データがファイル名 ss34990301001 から（ss34990301048 まで）
として’s99030108002’ というボリューム名の CD-ROM に記録保管されている」ということを示す。第 2 行
は SZ ファイルの記録で「ファイル sz00990301001 が’s99030108001’ というボリューム名の CD-ROM に記録保管されている」ことを意味する。

A.7

右左偏波位相差 (rlphdif )現在までに 3 ファイルつくられている。それぞれに適用する期間は以下の通り。このファイルは、像合成プログラムの旧バージョンで必要であったが現在は使っていない。しかし C2FITS ではまだ必要である。
ファイル

適用期間

sun0628rlphdif

1992-6-28 以前

s971101rlphdif

1997-10-30 から 1997-11-06 と1998-01-21 から 1998-01-26

sun0706 2rlphdif

上記以外

ファイル名

sYYMMDDrlphdif
作成単位
アンテナの状態に応じて不定期につくられる。
置場所

data/rlphdif

A.8

平均相関値 (tsa,tsz)

各アンテナ間の相関値を平均したもの・観測時のステータス・輝度をおさめた FITS フォーマットのファイル。最大値は 1 つまり 100%。FITS ヘッダの詳細な内容については付録 B 参照。
ファイル名
tsaYYMMDDS

tszYYMMDDS
tsaYYMMDD HHMNSS

17GHz

定常モード

34GHz
17GHz

定常モード

tszYYMMDD HHMNSS 34GHzHHMNSS はデータの開始時刻。

イベントモード
イベントモード

作成単位
スケジュール/イベントごとに 1 ファイル。
置場所${NORH}/data/tsx 下に置いてある。

33

平均相関値ダイジェスト (tca,tcz)

A.9

各アンテナ間の相関値を平均したものをおさめた FITS フォーマットのファイル。最大値は 1 つまり 100%。

FITS ヘッダの詳細な内容については付録 B 参照。
ファイル名
tcaYYMMDDS
17GHz 定常モード
tczYYMMDDS
34GHz 定常モード
tcaYYMMDD HHMNSS 17GHz
tczYYMMDD HHMNSS 34GHzHHMNSS はデータの開始時刻。
作成単位

イベントモード
イベントモード

スケジュール/イベントごとに 1 ファイル。
置場所

data/tcx 下に置いてある。

A.10

イベントリスト (eva,evz)

ある基準で選びだしたイベント（フレア）の一覧表。ASCII テキストで書いてある。
ファイル名
evaYYMMevzYYMM
作成単位

17GHz
34GHz

月ごとに 1 ファイル。
置場所

data/evx 下に置いてある。
内容例
1

1999-04-01

23:00:47

23:11:24

23:02:42

637

23

17.7

0.6 22/ 19

１イベント１行で左から、通し番号・日・開始時刻 (UT)・終了時刻 (UT)・最大値時刻 (UT)・継続時間(sec) ・最大平均相関値 × 32768 などである。この例では 1999 年 4 月 1 日 23:00:47UT 開始、23:02:42 最大、
23:11:24 終了の 637sec 継続のイベントが検知されたことをしめす。最大相関値は 23/32768=0.007=0.7%で
あった。

A.11

観測ログ (lob)

アンテナ不調や天候不良など、のちの画像合成に役立つ情報を ASCII テキストで記述してある。
ファイル名

lobYYMM
作成単位
月ごとに 1 ファイル。
置場所

data/lob
内容例### 99/03/10
Due to an ice sticked to 84 antenna dishes, data quality is
not good during the following times (before the sun shined
and melt the ice):Mar. 10, 00:00 UT - Mar.10, 02:30 UT.

34

太陽追跡情報 (track table)

A.12

野辺山の緯度経度と暦とから換算した太陽の位置情報。正午の視赤緯（角度）・時角（時間秒）・視半径（角秒）・太陽軸の傾き・太陽中央緯度。
ファイル名track tableYY.dat
作成単位
年ごとに 1 ファイル。
置場所

data/ephe

FITS ヘッダ

B

この節では、NoRH が採用している FITS ヘッダの標準規格について述べる。実際は、アンテナ平均相関値の時系列データ（tcx・tsx）
・ 画像（ifx・ipx）で用いられている。

B.1

ヘッダー規格(1) 必須部分• 全ての FITS ファイルにおいて必須なキーワード
FITS の規格上必須、かつ書式が固定されている。
SIMPLE ：FITS 規格のファイルかどうかを示す。T のとき真BITPIXNAXISNAXIS1：データのビット数及び型

NAXIS2：y 軸の画素数：データの次元数：x 軸の画素数• データ作成における基本情報 (全てのヘリオグラフ関連 FITS ファイルにおいて必須)
電波ヘリオグラフ関連のファイルは、CLEAN 画像ばかりではなく様々なファイルがあるが、ここで記述する基本情報は、全てのファイルに共通な、必須とすべき情報である。

◦ データの時刻に関する情報
STARTFRM ：使用したフレームの最初
ENDFRM
JST-STRT：使用したフレームの最後

JST-END
JST-TIME
JST-DATE：ENDFRM の積分終了時刻 (JST)STRT-OBS
END-OBS：UT で表した観測の開始時刻

TIME-OBS
DATE-OBS：STARTFRM の積分開始時刻 (JST)：JST-STRT と JST-END の中央、すなわち観測の中央時刻 (JST)：観測の開始時刻における日付 (JST)。日付の書式は yyyy-mm-dd とする：UT で表した観測の終了時刻：UT で表した観測の中央時刻：観測の開始時刻における日付 (UT)。日付の書式は yyyy-mm-dd とする35◦ データ種別に関する情報
OBJECT：sun で固定
TELESCOP ：radioheliograph で固定
ORIGIN：nobeyama radio obs で固定
POLARIZ
ATT-10DB
OBS-MODEOBS-FREQFRM-STAT：rcp、lcp、r+l、r-l、l-r、r|l、(r-l)/(r+l)、unknown から選択
：00dB、10dB から選択
：fix、alt から選択
：17GHz、34GHz から選択
：1-sec obs、event、calib から選択

DATA-TYP ：データの種類。cleaned map など。特に書式を固定しない◦ FITS ヘッダーのバージョン情報
電波ヘリオグラフ用に規定している FITS ヘッダーのバージョン番号を書く。本文書で規定しているのは
電波ヘリオグラフデータ用 ver 2.0 である。
HDRIDENT：FITS ヘッダーのバージョン(2) 暦のデータに関する情報
暦のデータは heliographic 座標の計算やビーム形状の計算に使用するので、画像のファイルでは必須である。時刻だけで決まるものの他に、野辺山ローカルなパラメーターもあるので、必ず記述する。内容は以
下の通り。
SOLR

：太陽の視半径

SOLP：太陽の北極方向角

SOLB
DEC
HOURA

：太陽面中央緯度

AZIMUTHALTITUDE：太陽の野辺山における方位角

ZANGLEPMAT1/2/3/4：太陽の天頂方向角：太陽の野辺山における赤緯：太陽の野辺山における時角：太陽の野辺山における高度：赤道座標−地平座標の変換行列(3) 像の座標に関する情報
CLEAN して投影効果を補正した画像については、他の波長の画像との位置合わせを行うため、必須である。FITS 規格に書式が定められているので、これに則った記述をする。
CTYPE1 / CTYPE2:
座標軸を記述する。通常 x 軸を太陽の西方向、y 軸を北方向に取るので、それぞれ

solar-west と solar-north で固定とする。
CDELT1 / CDELT2: 1 ピクセルの大きさ。
CRVAL1/CRVAL2/CRPIX1/CRPIX2:CRPIX1/CRPIX2 で表されるピクセルの中心の、CTYPE1/CTYPE2 の座標系での位置を
CRVAL1/CRVAL2 で表す。CRVAL1/CRVAL2 を 0.00/0.00(太陽面中心) で固定し、画像中の太陽面中心の位置を CRPIX1/CRPIX2 でピクセル単位で表すのを標準とする。部分像の場合など、CRPIX1/CRPIX2 の値は画像の実際のサイズをはみだしても構わない。

FITS 規格においては、ピクセルの中心を位置の基準にしているので、ピクセルの境界や左下を基準にしている座標系との位置合わせには特に注意を要する。ちなみに、画像中心の太陽面中心からの距離と FITS
キーワードとの関係は以下のようになる。

x-oﬀset = (NAXIS1/2+0.5-CRPIX1)*CDELT1+CRVAL1

36

y-oﬀset = (NAXIS2/2+0.5-CRPIX2)*CDELT2+CRVAL2(4) 各プログラムに固有のパラメータ像合成に関するパラメータなど、各プログラムにおける固有のパラメータを必要に応じて記述する。特に書式を限定しないが、共通に使えるキーワードについては統一性を持たせる必要がある。例えば、CLEAN
画像ファイルの場合には、・どのプログラムを使用したか・キャリブレーションのパラメーター (キャリブレーションに使用したフレーム番号など)
・CLEAN など像処理に使用したパラメーターという、同じ像合成を再現するのに必要なパラメーターを記述すると同時に、・ディスクのフィッティングや CLEAN ソースの選択が正しくできているかどうかを示す値を記述する。最低限のパラメータとしては以下のようなものがあり、これらのキーワードを使用することが推奨される。
PROGNAME ：データ処理のプログラムを記述する。特に書式を固定しない。

NFRCAL：キャリブレーションに使ったフレーム数

CRITER
SOLR-FAC：CLEAN のしきい値：光学太陽半径から電波の太陽半径を求めるための係数

MBEAMCNCOMPODDOFF1：アンテナ主ビーム形状を考慮した感度補正

DDOFF2
DSKBR：ダーティマップ上の太陽面の中心の y 軸方向のオフセット：CLEAN コンポーネント数：ダーティマップ上の太陽面の中心の x 軸方向のオフセット：ダーティマップ上での太陽面の明るさ

BUNIT：画像の値の単位を示す。通常絶対温度 (K)。
多段階のキャリブレーションや多段階の CLEAN などでより細かくパラメータを設定する必要がある場
合は、もちろん上記のキーワードに拘束される必要はない。

(5) その他
これ以外にも必要な情報は、各プログラム内で独自のキーワードを使用して記述することを許容する。

B.2

ヘッダーの例

実際の太陽画像ファイルにおけるヘッダーの例を示す。

(1) 必須部分• 全ての FITS ファイルにおいて必須なキーワード
SIMPLEBITPIXNAXISNAXIS1NAXIS2=====

T / file does conform to FITS standard-32 / number of bits per data pixel
2 / number of data axes
512 / length of data axis
1
512 / length of data axis
2

• データ作成における基本情報 (全てのヘリオグラフ関連 FITS ファイルにおいて必須)◦ データの時刻に関する情報

37

DATE-OBS= ’1998-05-09’/
TIME-OBS= ’03:20:23.754’/
STRT-OBS= ’03:20:21.254’/
END-OBS = ’03:20:26.254’/
JSTDATE = ’1998-05-09’/
JSTTIME = ’12:20:23.754’/
JST-STRT= ’12:20:21.254’/
JST-END = ’12:20:26.254’/
STARTFRM=
16499 /ENDFRM =16503 /

◦ データ種別に関する情報
POLARIZ = ’r+l’/
ATT-10DB= ’00dB’/
OBS-MODE= ’alt’/
OBS-FREQ= ’17GHz’/
FRM-STAT= ’1-sec obs’/
DATA-TYP= ’cleaned_map’/
OBJECT = ’sun’/
TELESCOP= ’radioheliograph’/
ORIGIN = ’nobeyama radio obs’ /◦ FITS ヘッダーのバージョン情報
HDRIDENT= ’HeliogFITS 2.0’/

(2) 暦のデータに関する情報
SOLR
=
SOLP
=
SOLB
=
DEC
=
HOURA
=
AZIMUTH =ALTITUDE=ZANGLE =
PMAT1
=
PMAT2
=
PMAT3
=
PMAT4
=

952.22 / optical solar radius (arcsecond)-22.5235 / solar polar angle (degree)-3.3307 / solar b0 (degree)
17.2807 / declination (degree)
2270.83 / hour angle (second)
27.7610 / azimuth (degree)
70.3056 / altitude (degree)
23.5280 / zenithangle (degree)
0.98640 / projection matrix
0.09448 / projection matrix-0.04883 / projection matrix
0.94981 / projection matrix(3) 像の座標に関する情報
CRVAL1CRVAL2CRPIX1
CRPIX2
CDELT1CDELT2CTYPE1CTYPE2=0.00 / arcsec=
0.00 / arcsec=
257.00 /=257.00 /=4.91106 / arcsec=
4.91106 / arcsec= ’solar-west’/= ’solar-north’/38

(4) 各プログラムに固有のパラメータ• example for Hanaoka Hanaoka 画像合成プログラムの例
PROGNAME= ’snap2d17 v5.1 Y. Hanaoka’ /
BUNIT
= ’K
’
/ disk = 10000 K
SOLR-FAC=
1.01250 / radius correction factor
NFRCAL =1 / number of calibration frames
CRINPUT =-0.50 / clean criterion input
MBEAMC = ’yes’
/ main beam correction
DISKRSTR= ’yes’
/ disk restoration
DDOFF1 =-12.77 / x-offset of the dirty disk
DDOFF2 =10.68 / y-offset of the dirty disk
DDCORR =0.9631 / correlation between dirty disk and model
DSKBR=
37145.51 / brightness of the dirty disk
CRITER =24384.39 / clean criterion
NCOMPO =1050 / number of clean components• Koshix 画像合成プログラムの例
PROGNAME= ’snap2d51_koshix_vfast’ /FRAME=
16501 /ICAL=
3 / integration for calibration
ITGR=
3 / integration for restoration
ICLN=
3 / integration after restoration
BUNIT
= ’k
’
/ disk = 10000 K
CRITER =3000.0 / CLEAN criterion
SOLR-FAC=
1.01250 / radius correction factor
GAINP=
0.020 / CLEAN loop gain for estimation of sky and disk
GAINE=
0.200 / CLEAN loop gain
TRIM=
0.800 / CLEAN trim level
NCOMPO =66143 / number of CLEAN components
DDOFF1 =0.5 / x-offset of the dirty disk
DDOFF2 =0.9 / y-offset of the dirty disk
NCLNYN = ’yes’
/ negative CLEAN
JCIMYN =1 / jitter - add/sub - integration
PJIMYN =1 / projection - integration
MBEAMC = ’yes’
/ main beam correction

B.3

サブルーチンへの実装

上記のヘッダーを実際にファイルに書き込むためのサブルーチンが soft/helioglib 下に用意されている。

1. 必須部分 puthdr ルーチンを使用する。
2. 暦のデータに関する情報 putoep ルーチンを使用する。
3. 像の座標に関する情報 putcor ルーチンを使用する。
4. 各プログラムに固有のパラメータ 各プログラム内で適当なサブルーチンを設け、対応する。

39

C

NoRH データアーカイブ匿名 FTP サイト

NoRH データベースファイルは日々蓄積されていくので適宜更新する必要がある。国立天文台 天文デー
タセンターでは生データを含むデータベースを匿名 FTP サーバで公開している。NoRH データの URL は

ftp://solar-pub.nao.ac.jp/pub/nsro/norh
である。

D

謝辞

以下の方々に感謝します。

SolarSoftware は、太陽観測データ解析用の IDL パッケージで、NASA のさまざまなプロジェクトのもとで支援を受けています。ようこうは、文部省宇宙科学研究所・アメリカ NASA・イギリス SERC の太陽観測
共同プロジェクト衛星です。GOES はアメリカ NOAA/SEC の衛星です。AIPS 用ユーティリティプログラ
ム C2FITS の開発は T. Bastian 博士（NRAO）により、その後 S. White 博士（University of Maryland）によって改良されました。NoRH ウェブサイトで公開しているムービーは D. Zarro 博士のつくった JavaSript
プログラムで動いています。IDL は Research Systems Inc. が製造・販売しているデータ解析ソフトウェア
です。S. Pohjolainen 博士は英語マニュアルを読んでコメントをくださいました。

参考文献
Dulk, G. A., 1985, ARAA, 23, 169
Hanaoka, Y., et al., 1994, Proc. of Kofu Symp., 35
Nakajima, H., et al., 1994, Proc. of the IEEE, 82, 705
Nishio, M., et al., 1994, Proc. of Kofu Symp., 19
Ramaty, 1969, ApJ, 158, 753

40