2006/11/26

ひので可視光・磁場望遠鏡（第2版 11月27日）

2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

自然科学研究機構･国立天文台
SOLAR-B推進室
常田 佐久
11

2006/11/26

科学衛星による太陽観測は日本のお家芸
硬Ｘ線撮像

ひのとり (1981-1982)
日米英協力で実現
ようこう(1991-2001)
SOLAR-B(2006)
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

硬Ｘ線望遠鏡（日本）
軟Ｘ線望遠鏡（日米協力で実現）22

2006/11/26

回転するガス球が強い磁場を持つ
磁場が太陽活動の源泉

温度百万～2億度

2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

温度6,000度
332006/11/26

天体物理学の基本問題► コロナはなぜ高温なのか？
► 太陽の強い磁場はどうしてできるのか？
► 太陽周期やマウンダー極小期はなぜ生じるのか？
► 人類の宇宙活動や地上の無線通信などにも影響を与える太陽フレアの発生をトリガーしているものは何か？
► 地球環境にも影響の大きい太陽定数（太陽から放射される総エネルギー）の変動の原因は何か？
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

44

2006/11/26

私たちの毎日の生活への影響
宇宙天気オーロラ

1) 地球磁場への擾乱
2) 高エネルギー粒子

人工衛星への影響
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

ＧＰＳ精度

発電・送電施設の損傷
55

2006/11/26

宇宙天気予報と「ひので」の役割►► 太陽フレアなどにより、地球上の通信障害や電力異常などを引き起こすことがあります。また、低緯度でオーロラが見えたりします。最近では、宇宙飛行士の船外活動を制限することでも注目されています。
 現在は太陽活動極小期、これから２０１０年頃の太陽活動極大期に向かい、現在は太陽活動極小期、これから２０１０年頃の太陽活動極大期に向かい、宇宙天気予報の必要性も高まっていきます。
宇宙天気予報の必要性も高まっていきます。
 一部の研究者は、次の太陽活動極大期は、前回の極大期（2001年頃）に一部の研究者は、次の太陽活動極大期は、前回の極大期（2001年頃）に比べて、太陽の活動が活発になると予想しています。
比べて、太陽の活動が活発になると予想しています。

►► 基礎的素過程の解明：「ひので」による基礎研究を通して、太陽フレアの発生の予報が目標。
►► 地球環境への影響：太陽定数の変動（0.1％）とマウンダー極小期を含む太陽周期の解明►► リアルタイム性：「ひので」の高品質の準リアルタイム太陽画像による磁気嵐などの予報
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp66

2006/11/26

太陽観測衛星「ひので」The Only One
初めてX線と可視光で高分解能（空間・波長・時間）の撮像と分光観測を同時に行う衛星・撮像観測：ほぼすべての大気構造の撮像観測
・分光観測：高温プラズマの速度場・乱流場・光球の精密磁場計測

可視光望遠鏡、X線望遠鏡
及び極端紫外線撮像分光装置を組み合わせて、磁気エネルギーの生成・輸送の現場と、磁気エネルギーの散逸の現場を同時に観測し、太陽の電磁流体現象の総合的解明を行う。
常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp7

2006/11/26

打上げ ：２００６年9月
ロケット：ＪＡＸＡ Ｍ-Ｖ７号機
軌道 ：高度約６８０km
太陽同期極軌道（全日照）
重量 ：約８７０kg
サイズ ：本体約１.６m×１.６m×４m
太陽電池パドル間約１０m
データ受信：ESA北極局により全周回でデータ受信：24時間連続観測が可能

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

熱真空試験に向かう
熱試験モデルSOLAR-B（宇宙科学研究本部）

太陽観測衛星「ひので」諸元8

2006/11/26

なぜ大気圏外に電波いくのか？
３Ｋ 赤外線►地上まで届か可視光線ない天体からの紫外線
メッセージ
軟Ｘ線
数億度
►大気の揺らぎ
ガンマ線（シーイング）の 周波数 (Hz)ない鮮明な像を得るため

ひのでの観測波長

硬Ｘ線

波長 (m)

黒い部分は地球大気が不透明

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp92006/11/26

これまでで最も高い空間分解能での高温X線コロナの画像観測

Ｘ線望遠鏡（ＸＲＴ）

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

焦点距離2.7mの斜入射X線
望遠鏡でコロナ（温度100万度から数千万度）の高空間分解撮像観測（2秒角）を行い、・ムービー化による加熱現象・リコネクションによる構造変化、不安定性・波動現象・衝撃波の検出
・プラズマの温度・密度マップによるコロナ加熱機構の解明などを行う。
10

2006/11/26

プラズマの速度を検出する
SOHO衛星の10倍の感度
極端紫外線撮像分光装置（ＥＩＳ）

コロナ底部からコロナのδλプラズマが出す極端紫外線を分光・撮像する。プラδwズマの速度、温度（１０万度から２０００万度）、密度輝線のドップラーシフトからプラズマの速輝線のドップラーシフトからプラズマの速 の詳細診断を行う。
度を求め、ジェットや波の検出を行う。
度を求め、ジェットや波の検出を行う。

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp112006/11/26

初めての宇宙からのベクトル磁場観測
太陽版ハッブル望遠鏡
口径50cmのグレゴリー反射望遠鏡と焦点面観測装置で太陽表面（光球）から彩層の磁場・大気構造を回折限界性能（空間分解能0.2-0.3秒角）で精密観測する。

可視光・磁場望遠鏡（ＳＯＴ）

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

試験中の可視光望遠鏡〔国立天文台〕12

2006/11/26

これまでの観測と「ひので」の観測能力比較のまとめ
磁場の散逸

磁場の生成

「ようこう」の３倍の解像度のＸ線望遠鏡によるコロナ構造観測
SOHOの10倍の感度紫外線撮像分光撮像装置
による速度場・乱流観測
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

地上の10倍の0.2秒角の分解能の可視光望遠
鏡による世界初の３次
元磁場計測、日震学により太陽内部の磁場構
造や流れを見る・コロナ加熱機構の解明
・光球下の磁場のダイナミックス
・微細磁力管と黒点の生成・崩壊・磁場の起源とダイナモ
・太陽風の起源1313

2006/11/26

可視光望遠鏡サイドドア
模式図
大型トップドア

コールドプレート
排熱鏡

第2フィールド
ストップ

センターセクション（衛星への取り付け点）

コリメーターレンズ

ゼロ膨張複合材料主構造
主鏡
チップチルト鏡
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

14

作画：三菱電機14

2006/11/26

世界最高精度のミラー•主鏡（50cm）の重さは、～12Kgしかない軽量ミラー•その主鏡の鏡面精度は、18ナノメートル（主鏡の大きさを地球の大きさとすると、その凸凹は２３ｃｍ）

2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

15

15

2006/11/26「ひので」衛星搭載の宇宙用太陽望遠鏡の仕組
トップドア
排熱穴

サイドドア

太陽光線

画像安定化装置（天文台、三菱電機、ロッキードマーチン）
ﾃｨｯﾌﾟﾃｨﾙﾄ鏡

望遠鏡（天文台、三菱電機）
観測装置（ロッキード・マーチン）
可視光磁場望遠鏡
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

16

16

2006/11/26

国立天文台での可視光望遠鏡の組立・調整作業

国立天文台・先端技術センター・高度環境試験棟・クリーンルーム
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

1717

2006/11/26

SOLAR-B可視光望遠鏡完成
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

国立天文台高度環境試験棟
クリーンルーム2005年4月27日

18182006/11/26

可視光・磁場望遠鏡：実現のポイント►1970年代からNASAで検討されていたが実現しなかった►実現性を高める工夫をこらす
 不要の太陽光を望遠鏡外へ排出するなど多くの技術的工夫を実施。
不要の太陽光を望遠鏡外へ排出するなど多くの技術的工夫を実施。
 NASAで構想した（～１ｍ）よりやや小さい口径（0.5m）により主要なNASAで構想した（～１ｍ）よりやや小さい口径（0.5m）により主要なサイエンスが達成可能と判断。
サイエンスが達成可能と判断。
 国際協力で分担開発（焦点面観測装置はNASA主導で開発）。
国際協力で分担開発（焦点面観測装置はNASA主導で開発）。

►我国の技術の粋を凝らす►太陽を可視光で観測する世界初の高分解能望遠鏡

 日本で打ち上げた望遠鏡で最も分解能が高い
日本で打ち上げた望遠鏡で最も分解能が高い
2006/11/26
 ハッブル望遠鏡並みの解像度
ハッブル望遠鏡並みの解像度

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp19

19

2006/11/26

Gバンドの観測

回折限界性能（0.2秒角）を達成（詳細評価中）
Gバンドの観測

x断面図

実線は輝点の強度プロファイル。点線は点状の光源を口径50cmの完全な望遠鏡で観測した場合の強度プロファイル

2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

機上でJPEG処理されたデータでなまりがあること、完全な点源でないことに注意。詳細20
評価中20

2006/11/26

地上を見れたら50cmの物体を分解

2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

21

21

2006/11/26

搭載画像安定化装置の威力：0.01秒角（地上を見たら2.5cm相当）の画像安定度を達成
画像の「ゆれ」の大きさ

画像のゆれの大きさ

0.1秒角

X方向

-0.1秒角

6時間
0.1秒角

Y方向

-0.1秒角時間

違う時間に撮像した複数枚の画像を機上処理する磁場観測の精度向上に大きく貢献
注：必要スペック0.03秒角
注：安定度の実現には衛星姿勢制御による衛星ボデーの安定化も貢献している。
注：値は、rms値。

6時間の観測中、安定に0.01秒角の安定度を達成
2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp2222

2006/11/26「ひので」衛星の現状と今後► 構想・提案から約10年、SOLAR-B（ひので）は、可視光とX線、撮像と分光の組合わせにより科学的に極めてタイムリーなミッションとなり、今後大きな成果が期待できる 「ひので」への国際的期待は極めて高い► 試験観測の段階から画期的データを取得
 全部の望遠鏡の性能評価を継続中
 この間の状況は、国立天文台「ひので」WEBで随時公表
 詳細データ解析はこれから本格化。

► 来年３～４月を目処に観測データを世界に公開。

 日本の大きな貢献

2006/11/26

常田佐久（国立天文台）saku.tsuneta@nao.ac.jp

2323